5.Химическая переработка древесины

Предприятия химической переработки древесины производят древесный уголь, уксусную кислоту, канифоль, скипидар, эфирное масло, формалин, карбамид, метиловый спирт, кормовые дрожжи и др. продукцию.

Методами химической переработки древесины является сухая перегонка, гидролиз и канифольно-скипидарное производство. Для переработки используют дрова и деревянные отходы (опилки, сучки, пни и др.).

Химический состав древесины достаточно сложен и зависит от ее породы, элементарный состав для всех пород почти одинаков. Растительная ткань древесины состоит из целлюлозы (40...50 %), гемицеллюлозы (17 ...30 %), лигнина, красителей, смол, дубильных веществ (3...8%). Целлюлоза (С6Н10О5).

Сухая перегонка (пиролиз) древесины - это процесс разложения дерева при нагревании до 450-550 °С без доступа воздуха. При сухой переработке древесины образуется древесный уголь и летучие продукты, которые при охлаждении дают сверхсмоляную воду - разведенную уксусную кислоту, метанол, ацетон и деготь- сложную смесь органических веществ.

В зависимости от породы древесины и условий сухой перегонки получают древесный уголь нужного качества.

Древесный уголь - эффективное топливо для выплавления высококачественных чугунов.

Для сухой перегонки применяют камерные печи непрерывного и периодического действия. В этих печах можно перерабатывать до 100 м3 древесины в сутки.

При нагревании до 100 °С из древесины удаляется влага, при 150-270 °С образуются С02 и СО и уксусная кислота. При температуре 400 °С отделяется деготь, метанол и газы, которые содержат около 40 % углеводородов, 5 % водороду и до 35 % С02. После охлаждения летучие продукты разделяют на водный конденсат и деготь, которые идут на дальнейшую переработку.

В зависимости от вида древесины из 1 м3 получают 140-180 кг угля, 280-400 кг жидких продуктов и около 80 кг горючих газов.

Гидролиз древесины - это производственный процесс химической переработки иеревини для осахаривания целлюлозы в результате ее обработки водой и минеральними кислотами в условиях повышенной температуры. Процесс расщепления целлюлозы, которая содержится в древесине, в результате которого образуется глюкоза, заключается в том, что опилки нагревают в автоклави с 0,1 % водным раствором серной кислоты или действуют на древесину высококонцентрированной соляной кислотой (41 %).

К продуктам гидролизного производства принадлежат этиловый спирт, белковые дрожжи, фурфурол и много других продуктов.

Лигнин, который не разрушается при гидролизе, после сушки используют в качестве топлива, как наполнитель в производстве пластмасс, а также для изготовления перевязачных материалов и бумаги (салфеток).

Углекислый газ, который выделяется во время брожения сахара и сульфитных лугов, применяют для производства сухого льда. Бардные концентраты, которые остаются после выпаривания барды, применяют в литейном производстве, в нефтяной промышленности, а также для изготовления ванилина.

Гидролизные производства создают на базе комплексного использования всех ценных веществ, которые содержатся в сырье, а также подходов лесопилки и деревообработки.

Сырьем для канифольно-скипидарных производств является живица, которую добывают из сосны, или смола старых пеньков хвойных деревьев; они содержат до ЗО % смолистых веществ (пеньковий осмол). Смолу из пенькового осмолу добывают перегонкой, потом очищают и второй перегонкой разделяют на легкокипящий скипидар и канифоль.

Продукты лесохимической промышленности находят разнообразное применение в народном хозяйстве. Скипидар применяют для изготовления лаков, масляных красок и синтетической камфоры, он является растворителем смол, лаков, каучука и др.

Канифоль применяют для производства мыла, лаков, сургуча, консистентных масел, а также как добавку при проклейке бумаги.