Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Гидролизное производство, являющееся одной из отраслей микробиологической промышленности, получило в Советском Союзе особенно широкое развитие. Оно позволяло перерабатывать низкокачественную древесину и миллионы тонн разнообразных древесных и сельскохозяйственных отходов в важнейший продукт - кормовые белковые дрожжи, а также вырабатывать этиловый спирт, фурфурол, ксилит. Планировалось осуществить мероприятия по ускоренному развитию микробиологической промышленности, призванной обеспечивать сельскохозяйственное производство ценными продуктами микробиологического синтеза. Вследствие низкого выхода целевых продуктов в настоящее время гидролизное производство значительно сократилось.
Лесохимическая промышленность объединяет несколько производств, которые отличаются большим разнообразием выпускаемой продукции. Термическая переработка (пиролиз) древесины дает древесный уголь, метиловый спирт, уксусную кислоту, феиольные смолы, различные органические растворители. В канифольно-скипидарном производстве получают канифоль и скипидар, которые используются в лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической промышленности.
Важное направление в лесохимии - использование живых элементов дерева - возникло на базе переработки практически не используемой древесной зелени. Получаемая из хвои, хлорофилло-каротиновая паста и другие препараты используются в медицине и парфюмерии. С производством витаминной муки из древесной зелени - кормового средства для животноводства - связывают перспективу рациональной утилизации огромного количества веток, хвои и листьев. В настоящее время интенсивно исследуется направление утилизации побочных продуктов и отходов производств химической переработки древесины, что позволит перейти к освоению ма
5
лоотходной и безотходной технологии и, следовательно, значительно повысить комплексность переработки древесины, сократить выброс вредных веществ в окружающую среду.
В связи с постоянным ростом цен на нефтехимические продукты прогнозируемыми трудностями с сырьем древесину все чаще начинаю'1* рассматривать как основной источник углеродсодержащего сырья для химического синтеза. Большие затраты на доставку древесины и отсутствие достаточно рентабельных способов ее химической переработки являются пока еще сдерживающими факторами. Решение этих задач в перспектив0 откроет новое направление в технологии химической переработки - органический синтез на основе органических веществ древесины.
У истоков создания отечественной промышленности и научной школы по химической переработке древесины стояли крупные ученые: чл.-кор. АН СССР Н. И. Никитин, профессора Д. В. Тищенко, С. А. Фотй-ев3 Н. Н. Непенин, В. И. Шарков, С. Н. Иванов, В. М. Никитин, О. К. Гия-лер, Л. П. Жеребов, Ю. Н. Непенин, Д. М. Фляте, Н. Я. Солечник, A.M. Чащин и многие другие ученые и инженеры.
6
Глава I. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
1.1. ТЕХНОЛОГИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1.1.1. Техническая целлюлоза и методы ее производства
Классификация технической целлюлозы и показатели качества.
Природная целлюлоза, или клетчатка, является основным веществом, из которого построены стенки растительных клеток, и поэтому растительное сырье разных видов служит единственным источником производства целлюлозы. Целлюлоза представляет собой природный полисахарид, линейные цепевидные макромолекулы которого построены из элементарных звеньев ?-D-глюкопиранозы, соединенных между собой 1, 4 - ?-глико-зидными связями. Эмпирическая формула целлюлозы (C6HiOOs)« , где п -степень полимеризации (СП):
H ОН
CH2OH
H I ОН
п-2 CH2OH
Каждое элементарное звено целлюлозы, за исключением концевых звеньев, содержит три спиртовые гидроксильные группы. Поэтому формулу целлюлозы часто представляют в виде [C6H7O2(OH)3],,. На одном конце макромолекулы целлюлозы находится звено, имеющее дополнительный вторичный спиртовой щцроксил-у 4-го атома углерода, на другом - звено, имеющее свободный гликозидный (полуацетальный) гидроксил у 1-го атома углерода. Это звено придает целлюлозе восстанавливающие (редуцирующие) свойства.
Степень полимеризации природной древесной целлюлозы находится в пределах 6000..Л4000, характеризует длину линейных макромолекул
7
целлюлозы и, следовательно, определяет те свойства целлюлозы, которые зависят от длины целлюлозных цепей. Любой образец целлюлозы состоит из макромолекул различной длины, т. е. является полидисперсным. Поэтому СП обычно представляет усредненную степень полимеризации. СП целлюлозы связана с молекулярной массой M соотношением СП=М/162, где 162 - молекулярная масса элементарного звена целлюлозы. В природных волокнах (оболочке клеток) линейные цепевидные макромолекулы целлюлозы водородными и межмолекулярными силами связи объединены в микрофибриллы неопределенной длины, диаметром около 3,5 нм. В каждой микрофибрилле насчитывается большое число (примерно 100...20O) целлюлозных цепей, расположенных вдоль оси микрофибриллы. Микрофибриллы, располагаясь по спирали, образуют агрегаты из нескольких микрофибрилл - фибриллы (или пряди) диаметром около 150 нм, из которых построены слои клеточных стенок.
