- •Часть II. Заготовка и переработка лесохимического сырья
- •8. Технология переработки живицы
- •9. Сырье и технология канифольно-экстракционного производства
- •9.1. Характеристика сырья
- •9.2. Подбор площадей для заготовки пневого осмола
- •9.3. Способы заготовки пневого осмола
- •9.4. Лесохозяйственные требования к заготовке пневого осмола
- •9.5. Технология переработки осмола на канифольно-экстракционных заводах
- •10. Целлюлозное производство
- •11. Гидролизное производство
- •12. Пиролиз древесины
- •13. Углежжение
- •14. Смоло-скипидарное производство
- •15. Дегтекурение
- •16. Газификация древесины
- •17. Получение дубильных веществ
- •18. Технология заготовки и переработки древесной зелени
- •18.1. Заготовка древесной зелени
- •18.2. Применение свежей древесной зелени в качестве кормовых добавок в сельском хозяйстве
- •18.3. Сухие корма из древесной зелени
- •18.4. Химическая переработка древесной зелени
- •18.5. Производство пихтового масла
18.4. Химическая переработка древесной зелени
В отличие от механического и термического воздействий химическая переработка древесной зелени позволяет получить вещества, имеющие широкий спектр применения в различных отраслях народного хозяйства. Переработку ведут по нескольким технологическим схемам, одни из которых позволяют получить один-два конечных продукта, другие - извлечь из сырья целый комплекс составляющих его компонентов, а также иметь безотходное высокорентабельное производство.
К продуктам химической переработки древесной зелени относится хлорофилло-каротиновая паста - поливитаминный препарат бактерицидного действия, ускоряющий процессы заживления кожи и слизистых оболочек. Она используется в животноводстве как ценная кормовая биоактивная добавка, стимулирующая рост и продуктивность животных, как лечебное средство и для стабилизации каротина в витаминной муке. Кроме того, паста находит применение в медицине и в производстве парфюмер-но-косметических изделий. Препарат представляет собой пастообразную массу оливкового цвета с концентрированным хвойным запахом и состоит из натриевых солей жирных и смоляных кислот (60 %) и неомыляемых веществ (30 %). Из биологически активных веществ в ней присутствуют производные хлорофилла, каротин и другие каротиноиды, витамин Е, сте-рины, фитонциды.
Производство хвойной хлорофилло-каротиновой пасты включает следующие операции: измельчение древесной зелени; экстракцию в течение 3,5-6 ч парами бензина; отгонку растворителя и эфирных масел из экстракта; омыление бензинорастворимых веществ (нейтрализация свободных кислот) 40 %-ным водным раствором едкого натра; разбавление водой до 40...50 %-ной влажности. Разлив готовой пасты ведут в горячем виде в металлические бидоны и стеклянные банки. Выход пасты: из 1 т сосновой зелени 50...70 кг, еловой - 80...90 кг. Кроме пасты, в качестве побочных продуктов выпускают хвойный воск (выход составляет 25 кг на 1 т древесной зелени) и тяжелое эфирное масло (0,14 кг на 1 т зелени).
В Санкт-Петербургской лесотехнической академии разработан процесс получения хлорофиллина натрия. В сухом виде препарат представляет собой порошок черного цвета, растворяющийся в спирте и воде. Водный раствор имеет темно-зеленый цвет, своеобразный запах. Хлорофиллин натрия является наиболее устойчивой формой хлорофилла и применяется как биологически активная добавка в производстве косметических изделий, а также как лечебное средство в медицине. Первые две операции его производства - измельчение древесной зелени (в основном еловой) и экстракция парами бензина аналогичны применяемым в технологии производства хлорофилло-каротиновой пасты и проводятся на том же оборудовании. Затем бензиновый экстракт обрабатывают 30 %-ным раствором щелочи. При этом происходит омыление сложноэфирных групп в молекуле хлорофилла, нейтрализация свободных жирных и смоляных кислот и омыление сложных эфиров.
Натриевые соли кислот и водорастворимые производные хлорофилла, образовавшиеся в результате воздействия щелочи на экстракт, растворяются в воде в отличие от нейтральных веществ (высокоомыляемые спирты, терпены, стерины, каротиноиды). Последние остаются в бензиновом растворе. Путем отгонки бензина получают провитаминный концентрат и эфирное масло.
Продукты омыления в водном растворе обрабатывают 15 %-ным водным раствором серной кислоты, в результате чего выделяются хлоро-филлин-сырец, жирные и смоляные кислоты. Разложение раствора идет в течение 20-30 мин при температуре 70...80°С, затем раствор в течение 10-12 часов отстаивают, кислую воду сливают, а кислые продукты промывают бензином. Бензиновый раствор отстаивают 10-12 часов и сливают в сборник растворенные жирные и смоляные кислоты. Нерастворимый в бензине хлорофиллин-сырец тщательно промывают бензином, затем водой, растворяют в спирте и нейтрализуют содой, фильтруют. Фильтрат поступает в перегонный куб для отгонки спирта. При получении спиртового раствора хлорофиллина натрия спирт отгоняют частично, до получения раствора нужной концентрации. Водный раствор хлорофиллина натрия готовят путем полной отгонки спирта и последующего растворения концентрата в воде.
Для облегчения транспортировки хлорофиллин натрия выпускают также в виде сухого концентрата. Он содержит 25...30 % хлорофилла, 60...65 % солей жирных и смоляных кислот и 4...5 % неомыляемых веществ.
Технология непрерывного производства хвойного лечебного экстракта состоит из следующих основных операций: экстрагирования древесной зелени горячей водой; фильтрации полученной мисцеллы; упаривания экстракта. Древесная зелень непрерывно поступает в винтовой экстрактор. Навстречу движению подается вода с температурой 80...85°С
Продолжительность экстракции 2-3 ч, в зависимости от частоты вращения экстрактора.
Выходящая из экстрактора мисцелла содержит 4...5 % экстрактивных веществ. После фильтрации ее подают насосом в выпарной аппарат и упаривают, а затем в смесителях доводят содержание сухого вещества экстракта до 50 %, смешивают с эфирным маслом и расфасовывают в стеклянную тару. Из 1 т древесной зелени получают 150... 160 л лечебного экстракта, который представляет собой жидкость коричнево-черного цвета с характерным запахом хвойного эфирного масла. Применяется как лечебное средство для приготовления хвойных ванн.
Для получения твердого соляно-хвойного экстракта жидкий экстракт 50 %-ной концентрации смешивают в реакторах с поваренной солью. Смесь упаривают при температуре 125 °С. Брикетную пасту дозируют на автомате по 50 г, упаковывают в пергаментную бумагу.
При экстрагировании древесной зелени бензином остаются неиспользованными водорастворимые вещества, а при экстрагировании водой -вещества, которые извлекаются органическим растворителем. Поэтому целесообразно совместить эти два вида экстракции и, осуществив комплексную химическую переработку древесной зелени, извлечь из нее все составляющие компоненты.
Переработка древесной зелени по схеме, представленной на рис 18.1, позволяет получать из 1 т сырья 1,6...2,0 кг хвойного воска, 4,5...5,0 кг провитаминного концентрата, столько же хвойной бальзамической пасты, 350...400 г хвойного эфирного масла, 150...160 г хвойного хлорофиллина натрия.
От обессмоленной в процессе экстракции древесной зелени острым паром отдувают бензин. Потом ее выгружают из экстрактора и транспортируют к агрегату для приготовления хвойной кормовой муки. Здесь зелень высушивают до влажности 8... 12 % (с 60...70 %) горячим воздухом (при температуре 350...400 °С), дробят на дробилке, просеивают и затаривают в мешки. Полученный продукт представляет собой тонкодисперсный порошок с размером частиц менее 2 мм, с приятным специфическим запахом и цветом от зелено-коричневого до темно-коричневого. Он содержит каротин, протеин, соли фосфора, клетчатку, соли кальция, аминокислоты; усвояемость сельскохозяйственными животными составляет не менее 30 %. Используется в производстве комбинированных кормов, а также в качестве добавки в кормовой рацион животных и птиц.
При организации двухсменной работы на установке за сутки перерабатывают 1,5 т зелени. Бригада, обслуживающая установку, состоит из 12 человек.
Продукция пользуется повышенным спросом парфюмерно-косметической промышленности и агропромышленного комплекса. В настоящее время ведутся работы по созданию технологии с замкнутым циклом водопользования.