3. Хімічна переробка деревини

Підприємства хімічної переробки деревини виробляють деревне вугілля, оцтову кислоту, каніфоль, скипидар, ефірну олію, формалін, карбамід, метиловий спирт, кормові дріжджі та ін. продукцію.

Методами хімічної переробки деревини є суха перегонка, гідроліз та каніфольно-скипидарне виробництво. Для переробки використовують дрова і дерев'яні відходи (тирсу, сучки, пні та ін.).

Хімічний склад деревини досить складний і залежить від її породи, елементарний склад для всіх порід майже однаковий. Рослинна тканина деревини складається з целюлози (40...50 %), геміцелюлози (17...30 %), лігніну, барвників, смол, дубильних речовин (3...8 %). Целюлоза (С₆Н₁₀О₅)n, лігнін — суміш речовин ароматичного характеру, геміцелюлоза (С₆Н₈0₄)n.

Суха перегонка (піроліз) деревини — це процес розкладання деревини при нагріванні до 450—550 °С без доступу повітря. При сухій переробці деревини утворюється деревне вугілля і леткі продукти, які при охолодженні дають надсмольну воду — розведену оцтову кислоту, метанол, ацетон та дьоготь— складну суміш органічних речовин. Залежно від породи деревини і умов сухої перегонки одержують деревне вугілля потрібної якості. Деревне вугілля — ефективне паливо для виплавляння високоякісних чавунів.

Для сухої перегонки застосовують камерні печі безперервної та періодичної дії. В цих печах можна переробляти до 100 м деревини на добу.

При нагріванні до 100 °С з деревини видаляється волога, при 150—270 °С утворюються СО₂ і CO та оцтова кислота. При температурі 400 °С відганяється дьоготь, метанол і гази, які містять близько 40 % вуглеводнів, 5 % водню і до 35 % СО₂. Після охолодження леткі продукти розділяють на водний конденсат і дьоготь, які йдуть на дальшу переробку.

Залежно від виду деревини із 1 м³ одержують 140—180 кг вугілля, 280—400 кг рідких продуктів і біля 80 кг горючих газів.

Гідроліз деревини — це виробничий процес хімічної переробки деревини для оцукрення целюлози внаслідок її обробки водою і мінеральними кислотами в умовах підвищеної температури. Процес розщеплення целюлози, що міститься в деревині, внаслідок якого утворюється глюкоза, полягає в тому, що тирсу нагрівають в автоклаві з 0,1 % водним розчином сірчаної кислоти або діють на деревину висококонцентрованою соляною кислотою (41 %). До продуктів гідролізного виробництва належать етиловий (винний) спирт, білкові дріжджі, фурфурол і багато інших продуктів.

Лігнін, який не руйнується при гідролізі, після сушіння використовують як паливо, як наповнювач у виробництві пластмас, а також для виготовлення перев'язувальних матеріалів і лігнітового паперу (серветок). Вуглекислий газ, що виділяється під час бродіння цукру і сульфітних лугів, застосовують для виробництва сухого льоду. Бардні концентрати, що залишаються після випарювання барди, застосовують у ливарному виробництві, у нафтовій промисловості, а також для виготовлення ваніліну.

Гідролізні виробництва створюють на базі комплексного використання всіх цінних речовин, що містяться в сировині, а також відходів лісопилення і деревообробки.

Сировиною для каніфольно-скипидарних виробництв є живиця, яку добувають із сосни, або смола старих пеньків хвойних дерев; вони містять до ЗО % смолистих речовин (пеньковий осмол). Смолу з пенькового осмолу видобувають перегонкою, потім очищають і другою перегонкою розділяють на легкокиплячий скипидар та каніфоль, що залишається в кубі.

Продукти лісохімічної промисловості знаходять найрізноманітніше застосування в народному господарстві. Скипидар застосовують для виготовлення лаків, олійних фарб і синтетичної камфори, він є розчинником смол, лаків, каучуку та ін.

Каніфоль застосовують для виробництва мила, лаків, сургучу, консистентних мастил, а також як добавку при проклеюванні паперу.