2.4.2. Лесохимическое сырье

Лес представляет собой самый большой по запасам и, в то же время, непрерывно возобновляющийся сырьевой источник. Большую часть древесины потребляет, естественно, строительная промышленность. Кроме того, лес используют в качестве топлива (в слабо развитых странах).

Вместе с тем из древесины с помощью различной переработки могут быть получены самые разнообразные химические продукты.

Общая схема химической переработки древесины в целлюлозно-бумажном производстве

Основная часть древесины перерабатывается в целлюлозу с помощью сульфатной или сульфитной варки. Целлюлоза идет на производство бумаги, нитроцеллюлозы (взрывчатые вещества), простых и сложных эфиров целлюлозы (синтетические волокна), вискозного волокна. Целлюлоза используется в качестве адсорбента в тонкослойной и колоночной хроматографии. Кроме того, микрокристаллическая целлюлоза применяется в качестве вспомогательного вещества в производстве сухих лекарственных форм (таблетки, капсулы).

В результате сульфитной варки образуется отход производства, называемый сульфитным щелоком, который содержит гексозы и может быть подвергнут ферментативному превращению в этанол. Этот метод позволяет получать ежесуточно до 10 тысяч литров этанола при мощности производства целлюлозы 100 тонн в сутки. В сульфитном щелоке присутствуют также лигнинсодержащие вещества, в результате щелочного гидролиза которых получают ванилин.

Ванилин

 Ванилин

С₈Н₈О₃; т.пл. 81-83^оС; т.кип. 284-285^оС. Ванилин содержится в плодах ванили, а также содержится в сахарной свекле, различных бальзамах и смолах. Образуется в качестве побочного продукта в производстве целлюлозной массы при действии щелока кальциевую соль лигнинсульфоната. Существуют различные синтетические методы получения ванилина; два из них представлены ниже.

Эвгенол Ацетат изоэвгенола Ванилин

Гваякол Ванилин о-Ванилин

Ванилин используют в качестве одорирующей добавки в пищевой, косметической, парфюмерной и медицинской промышленности.

Другим методом переработки древесины является осахаривание. В этом процессе отходы производства пиломатериалов (щепу, стружки, опилки и т.д.) гидролизуют концентрированной соляной или разбавленной серной кислотой. При этом получают продукты, содержащие остатки лигнина, а также щелок, представляющий собой 4%-ный раствор сахаристых веществ. Из каждой тонны отходов древесины можно получить 200-210 литров этанола и 40-45 кг дрожжей с содержанием белка 50%. Ферментацией пентоз, образующихся в различных процессах химической переработки древесины, в качестве побочного продукта можно получить фурфурол.

фурфурол

Фурфурол является также продуктом гидролиза некоторых растительных отходов, например овсяной лузги, кукурузных початков, стеблей сахарного тростника.

В древесине содержатся также различные вещества, которые не входят в состав древесных клеток, в том числе смолы, терпены и дубильные вещества (танниды). Скипидар и талловое масло получают в качестве побочных продуктов при сульфатной варке: на 1 тонну древесной целлюлозы получают около 10 кг скипидара. Надрезанием коры деревьев получают живицу, которую перегонкой разделяют на скипидар и канифоль. Скипидар перегонкой разделяют на три фракции: -пинен, -пинен и моноциклические терпены.

 Скипидар

Бесцветная или желтоватая жидкость с характерным запахом. По химическому составу представляет собой смесь углеводородов, преимущественно моно- и бициклических терпенов. Применяется в качестве растворителя, является исходным сырьем в производстве камфары, терпингидрата и др. Очищенный скипидар обладает местнораздражающим действием и входит в состав мазей и растирок, используемых наружно при невралгических болях. Не растворяется в воде, смешивается с эфиром и бензолом; умеренно растворяется в спирте.

Важным продуктом, выделяемым из различных пород древесины является, камфара (камфора).

 Камфара

Бесцветный кристаллический порошок с характерным запахом и пряным вкусом; мало растворима в воде, легко растворима в спирте, эфире, хлороформе, жирных и эфирных маслах. Препараты камфары при местном применении оказывают раздражающее и слабое антисептическое действие. Их применяют в виде мазей при воспалительных процессах. При всасывании камфара возбуждает центральную нервную систему, стимулирует дыхание и кровообращение. Камфара оказывает также непосредственное влияние на сердечную мышцу, усиливая в ней обменные процессы. В связи с этим камфару применяют под кожу в виде масляных растворов и внутрь при сердечной слабости, для возбуждения дыхания и кровообращения.

Камфара

Камфарусодержащие препараты:

 Масло камфарное 20% в ампулах. 20%-ный раствор камфары в персиковом масле. Применяют подкожно путем инъекций.

 Камфарное масло для наружного применения. 10%-ный раствор камфары в подсолнечном масле. Применяют наружно для растираний.

 Мазь камфарная. Состав: камфара – 1 часть, вазелин – 6 частей, ланолин – 3 части. Применяют наружно для растираний.

 Камфарный спирт. Состав: камфара – 1 часть, спирт – 7 частей, вода – 2 части. Применяют наружно для растираний.1

Дубильные вещества, образующиеся в результате переработки древесины, используют для выделки кож. Из коры и листьев могут быть выделены эфирные масла, такие как кедровое, сассафрасовое и другие.

Одним из самых важных продуктов растительного происхождения является натуральный каучук, который получают из млечного сока гевеи.

Сухая перегонка древесины приводит к получению древесного угля. В качестве побочных продуктов образуются метанол, уксусная кислота и ацетон. В настоящее время этот процесс не имеет большого значения, так как указанные продукты могут быть получены в больших количествах различными синтетическими методами.