авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

ПРОЦЕССЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ

УДК 66.015 А.В. Кустов

Л.Н. Грошак

Н.А. Войнов

РЕКТИФИКАЦИЯ СМЕСИ ЭТАНОЛ-ВОДА В КОЛОННЕ

С ВИХРЕВЫМИ ТАРЕЛКАМИ

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск Исследована эффективность и гидравлическое сопротивление вихревой ректификационной колонны с 21 контактной тарелкой при ректификации смеси этанол-вода.

В настоящее время наметилась тенденция использования вихревых контактных тепло массообменных ступеней для проведения процессов абсорбции и ректификации в технологических линиях различных процессов.

Вихревые колонны, по сравнению с аппаратами насадочного типа, более производительны, менее металлоемки и масштабируемы. А также имеют сравнительно не высокое гидравлическое сопротивление, что позволяет использовать их для ведения процесса под вакуумом.

а б 1 – куб;

2 – колонна;

3 – дефлегматор;

4 – конденсатор;

5 – сепаратор;

6 – насос;

7 – емкость;

8 – подогреватель воды;

9 – ротаметр;

10 – вакуум манометр;

11 – гильза под термометр;

12 – струбцина;

13 – вентиль.

Рисунок 1 – Схема и фотография ректификационной установки.

Исследование процесса ректификации смеси этанол-вода проводилось на экспериментальной установке (рисунок 1), которая включает в себя: куб объемом 50 л;

21 контактную тарелку с тангенциальными завихрителями;

встроенный дефлегматор, выполненный в виде спирали Архимеда и конденсатора. В кубовой части установлено два электронагревателя, общей мощностью 10 кВт Эффективность работы определялась по формуле Мерфри, а также через число теоретических ступеней, которое определялось по зависимости [1]:

x GK lg 1 + n +1 xn L nт = 1, GK (1) lg L где G – расход паров по сечению, м /с;

K – коэффициент испарения;

L – объем стекающей жидкости по сечению, м3/с;

xn, xn+1 – концентрация этанола на двух соседних тарелках.

Число единиц переноса определялось по соотношению:

yк dy y*y noy =, (2) yн где yн, yк – концентрации спирта в паре до и после контактного устройства;

y* - равновесная концентрация спирта в паре.

Измерения гидравлического сопротивления проводилось по дифференциальному манометру;

концентрация спирта в парах и на контактной ступени определялась по показаниям рефрактометра и стеклянного спиртометра.

Как было установлено, эффективность работы ректификационной колонны зависит от скорости пара в щелях (рисунок 2).

Ey 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1;

-2;

0,2 -3.

0, 25 U, м/с 0 5 10 15 кольцевой пленочный барботаж Рисунок 2 – Зависимость эффективности контактной ступени от скорости.

Экспериментальные точки (1-3): 1 – при m=0,7;

2 - при m=0,1;

3 – средняя эффективность, определенная через число теоретических тарелок.

При барботажном режиме эффективность тарелки составила 0,2-0,3;

при кольцевом – 0,4-0,7. С увеличением флегмового числа и тангенса угла равновесной кривой эффективность контактной ступени возрастает.

Гидравлическое сопротивление контактной ступени составило 30- мм.вод.ст. (рисунок 3) Р, мм.вод.ст.

U, м/с 8 9 10 11 12 13 Рисунок 3 – Зависимость гидравлического сопротивления контактной ступени от скорости пара в щелях. Экспериментальные точки (1-2): 1 система «воздух-вода»;

2 – «пар-жидкость». Линия расчет согласно [2] В связи с высокой эффективностью контактных ступеней и низким гидравлическим сопротивлением, вихревые ректификационные колонны целесообразно использовать в промышленности.

Библиографический список 1. Стабников В.Н. Перегонка и ректификация этилового спирта. [текст]/ Стабников В.Н. Пособие. Киев: «Техника». 1979 – 456 с.

2. Н.А Войнов, Н.А. Николаев, А.В. Кустов и др. Вихревые контактные ступени для ректификации. // Н.А Войнов, Н.А. Николаев, А.В. Кустов, А.Н.

Николаев, Д.В. Тароватый. Химия растительного сырья. 2008, №3. С. 173 184.

УДК 676.1.054.1 В.В. Конюхова Л.В. Кутовая А.Г. Шведов Ю.Д. Алашкевич ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗМОЛА ОБОРОТНОГО БРАКА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск В статье дано обоснование выбора безножевого способа обработки вторичного сырья, представлены результаты экспериментальных исследований. При проведении экспериментов обработка вторичного сырья, в частности оборотного брака проводилась в безножевой установке типа «струя – преграда» с использованием плоской подвижной преграды и неподвижных преград различных форм. В статье представлены экспериментальные графики зависимостей физико-механических показателей от прироста градуса помола.

Введение Основным видом сырья для производства волокнистых материалов в настоящее время остается древесина. Однако при растущем дефиците древесины возрастает значение других видов волокнистого сырья и в первую очередь вторичного волокна – а именно макулатуры.

Процесс переработки макулатуры осложняется рядом следующих факторов. У вторичных полуфабрикатов волокна подвергались как минимум одному циклу переработки, т.е. гидратации, размолу, изменению фракционного состава по длине волокна при сортировании и отливу, сушке.

В результате изменяются их средневзвешенная длина, геометрия пор и микротрещин в стенке волокон, уменьшается удельная поверхность волокон, что приводит при повторном использовании к снижению степени гидратации. Волокна становятся более жесткими и хрупкими, снижается способность к внешнему и внутреннему фибриллированию, а, следовательно, и способность образовывать межволоконные связи. Поэтому необходимо применять наиболее рациональные технологии по переработке макулатуры, обеспечивающие более мягкий щадящий режим обработки.

В лаборатории «Оборудования для размола волокнистых материалов»

кафедры «Машины и аппараты промышленных технологий» Сибирского государственного технологического университета разрабатываются технологии процесса переработки оборотного брака, позволяющие повысить долю использования макулатуры при производстве различных видов бумаг.

Экспериментальная часть.

Основной задачей проводимой нами работы является исследование влияния различных форм лопаток на процесс размола макулатуры в безножевой установке типа «струя – преграда», а также изучение бумагообразующих свойств волокнистой массы и физико-механических показателей отливок, выполненных из оборотного брака.

а) в) б) д) е) г) а – плоская лопатка;

б – сферическая лопатка;

в наклонная симметричная – лопатка;

г – лопатка с глухим отверстием;

д – омегообразная лопатка;

е – наклонная несимметричная лопатка;

ж) ж – лопатка со сквозным отверстием.

Рисунок 1 – Формы неподвижных преград, используемых в процессе размола.

Оборотных брак концентрацией 2% размалывался в установке типа «струя – преграда» на неподвижных преградах различных форм и на плоской подвижной преграде. В процессе исследования авторами определялись следующие показатели механической прочности: сопротивление продавливанию, разрывная длина, сопротивление раздиранию и число двойных перегибов.

Как видно из графиков представленных на рисунках 1,2 качественные зависимости физико-механических показателей суспензии практически не отличаются друг от друга после размола на различных формах преград. Что касается количественных зависимостей, то здесь явно видно, что максимум физико-механических показателей достигается при размоле оборотного брака на неподвижной преграде с глухим отверстием и плоской неподвижной преграде.

Так, например, при размоле оборотного брака с использованием лопатки с глухим отверстием при градусе помола 500 ШР показатель разрывной длины составляет 3427,3м, при размоле с использованием плоской лопатки при прочих равных условиях – 3327,3м., наклонной симметричной лопатки – 2985,7м., наклонной несимметричной лопатки – 2850м. При размоле оборотного брака с использованием плоской лопатки и лопатки с глухим отверстием показатель сопротивления продавливанию увеличивается в 1, раза, по сравнению с лопатками других форм. Такая же тенденция прослеживается при определении показателя сопротивления раздиранию при использовании в процессе размола лопатки с глухим отверстием и плоской лопатки. Например, при размоле на лопатке с глухим отверстием показатель сопротивления раздиранию составляет 78Н, на плоской неподвижной преграде – 70Н, при размоле на наклонной симметричной преграде – 41Н, при размоле на наклонной несимметричной преграде – 36Н.

На количественные зависимости физико-механических показателей также существенное влияние оказывает количество оборотов вала узла комбинированного размола. Из графиков, представленных на рисунке 1, видно, что максимум физико-механических показателей отливок достигается при размоле оборотного брака на неподвижной преграде. Так, например, при размоле оборотного брака на неподвижной плоской преграде показатель сопротивления раздиранию увеличивается в 1,3 раза, по сравнению с размолом оборотного брака на подвижной плоской преграде.

Вывод 1. На процесс размола в установке типа «струя – преграда»

значительное влияние оказывает форма лопатки и количество оборотов вала узла комбинированного размола.

2. Повышения качественных показателей размола, а именно физико механических характеристик, таких как сопротивление бумаги раздиранию и продавливанию, число двойных перегибов и разрывная длина, можно добиться при использовании неподвижной преграды с глухим отверстием и плоской неподвижной преграды.

Библиографический список 1. Агеев, М.А. Флотационное облагораживание газетное и писче печатной макулатуры [Текст]: дисс…. канд. техн. наук: 55.21.03/ М.А.

Агеев. – Екатеренбург, 1999. - 184с.

2. Алашкевич, Ю.Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах [Текст]: дис. …док. техн.

наук: 05.21.03/ Ю.Д. Алашкевич. - Красноярск, 1986.-361 с.

3. Дулькин, Д.А. Исследование композиции писче-печатных видов бумаги, содержащей макулатуру/ Д.А. Дулькин, И.Н. Коверницкий// Журнал целлюлоза, бумага, картон. - 2000. - №7-8. - С. 32-34.

4. Иванов, С.Н. Технология бумаги [Текст]/ С.Н. Иванов. – Л.:

Гослесбумиздат, 1970.-695 с.

5500, -1 - - 175 - - - - - - - ПРОДАВЛИВАНИЮ, кПа СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРЫВНАЯ ДЛИНА, М -6 4500,0 - - - - - 3500, 2500, 27 37 47 57 27 37 47 57 ГРАДУС ПОМОЛА, ШР ГРАДУС ПОМОЛА, 0ШР б) зависимость сопротивления продавливанию от а) зависимость разрывной длины от прироста градуса прироста градуса помола при Р=10МПа помола при Р=10МПа Размол оборотного брака в безножевой установке с использованием неподвижных преград;

1 – преграда с глухим отверстием;

2 – плоская преграда;

3 – преграда со сквозным отверстием;

4 – сферическая преграда;

5 – омегообразная преграда;

6 –наклонная симметричная преграда;

7 – наклонная несимметричная преграда;

8 – размол с использованием плоской подвижной преграды Рисунок 2 – Качественные зависимости сопротивления продавливанию и разрывной длины - - СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗДИРАНИЮ, Н - ЧИСЛО ДВОЙНЫХ ПЕРЕГИБОВ - - 14 - - -1 - - - - - - - - 27 37 47 57 67 27 37 47 57 ГРАДУС ПОМОЛА, ШР ГРАДУС ПОМОЛА, ШР б) зависимость числа двойных перегибов от б) зависимость сопротивления продавливанию от прироста градуса помола при Р=10МПа прироста градуса помола при Р=10МПа Пояснение к графикам см. рисунок Рисунок 3– Качественные зависимости числа двойных перегибов и сопротивления продавливанию 5. Кутовая, Л.В., Обобщающий параметр безножевого способа обработки волокнистых полуфабрикатов [Текст]: монография/ Л.В.

Кутовая, Ю.Д. Алашкевич – Красноярск: СибГТУ, 2001. – 124 с.

УДК 547.514.471:547.542.61 В.Е. Тарабанько Ю.В. Челбина К.Л. Кайгородов ПОИСК НОВЫХ ЭКСТРАГЕНТОВ, ПРИЕМЛЕМЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВАНИЛИНА Институт химии и химической технологии СО РАН Красноярск, Академгородок, 660036 (Россия), Е-mail: veta@icct.ru Исследована возможность экстракции ванилина из водных растворов октиламином, трибутилфосфатом, спиртами и их растворами. Оценены коэффициенты распределения ванилина, достигающие значения 110 для трибутилфосфата, и 20 – 30 при экстракции спиртами. Установлено, что экстракция ванилина октиламином протекает путем взаимодействия экстрагента как с фенольной так и с карбонильной группой ванилина с образованием основания Шиффа. Изучена возможность реэкстракции ванилина из спиртовых растворов или растворов ТБФ путем обработки органической фазы водным раствором гидросульфита натрия или щелочи.

Оценена константа равновесия образования ванилин – бисульфитного производного (К = 350).

Из технических лигносульфонатов в ряде стран получают ванилин, широко использующийся не только в качестве отдушки в пищевой и парфюмерной промышленности, а так же для получения медицинских препаратов и синтеза других соединений [1]. Экономически целесообразно производство ванилина только из лигносульфонатов древесины хвойных пород, так как в случае древесины лиственных пород образуется значительное количество других ароматических оксиальдегидов, которые очень трудно отделить от ванилина [2]. Наиболее значимой операцией в технологическом процессе получения ванилина является экстракционное извлечение целевого продукта и последующая его очистка [3-5].

Цель работы заключается в изучении процесса экстракции ванилина двухкомпонентными органическими растворами, состоящими из неполярного углеводорода и эффективных экстрагентов: октиламина, трибутилфосфата (ТБФ), спирта, а так же реэкстракция ванилина бисульфитом или щелочами.

Для проведения экстракции использовали водный раствор ванилина 10 г/л и ацетатного буфера – для обеспечения требуемых значений рН. В качестве экстрагента использовали растворы октиламина, ТБФ, спирта заданных концентраций в гептане. Процессы реэкстракции проводили растворами гидроксида натрия или гидросульфита натрия. Концентрацию ванилина в водной и органической фазе определяли спектрофотометрическим методом (КФК-3), на длине волны 325 нм. В качестве растворов сравнения для спектрофотометрического определения использовали пробы растворов параллельно проводимых холостых опытов.

На рис. 1 представлены зависимости коэффициента распределения ванилина от рН водной фазы при различных концентрациях октиламина в гептане. Максимальные значения коэффициента распределения достигают величины D = 600 и более при рН 8 - 9,5.

D 600 Рис. 1. Зависимость коэффициента распределения ванилина от рН среды в системе вода - гептан с 400 концентрацией октиламина, моль/л: 1 - 7,75;

2 - 2,41;

3 - 0,36.

100 7 8 9 10 11 pH Методом протонного магнитного резонанса (ПМР) установлена природа экстрагируемого комплекса. Карбонильная группа ванилина взаимодействует с октиламином с образованием основания Шиффа:

Ar-CHO + H2NR = Ar-CH=NR + H2O.

На рисунке 2 (а) показан спектр ПМР раствора ванилин - октиламин. В Рис. 2. ПМР спектр раствора ванилина (0,22 М) и октиламина (0,50 М) (а) в СDCl3, после его подкисления НС1 (0,8 М) через 10 минут (б).

спектре (а) имеется сигнал протона карбонильной группы ванилина 9, м.д., сигнал 8,13 м.д. соответствует протону -НС=N группы основания Шиффа. После его подкисления вместо сигнала 8,13 м.д. появляются новые линии 8,02 м.д. и 8,36 м.д., и возрастает сигнал ванилина 9,78 м.д.

(спектр (б)). Сигналы 8,02 м.д. и 8,36 м.д. соответствуют протонам карбоиминной группы вполне устойчивой протонированной формы основания Шиффа [6]:

Ar-CH=NR + H+ Ar-CH=N+НR.

Зависимости коэффициента распределения ванилина от рН среды при экстракции растворами трибутилфосфата имеют экстремальный характер с максимумом в области рН 6 (рис. 3). Коэффициент распределения ванилина монотонно увеличивается при возрастании концентрации экстрагента, достигая максимальных значений D = 100 – 110 (рис. 3).

Близкие значения коэффициента распределения получены в [7].

Рис. 3. Зависимость коэффициента D100 распределения ванилина (0,07 моль/л) 80 от рН среды в системе вода – ТБФ гептан с концентрацией ТБФ, моль/л:

1 - 0,54;

2 - 0,99;

3 - 1,50;

4 - 2,26;

40 5 - 2,92;

6 - 3,65.

20 3 4 5 6 7 8 9 10 pH На рис. 4 представлена зависимость наблюдаемого коэффициента распределения ванилина в системе вода – спирт в зависимости от рН водной фазы.

Рис. 4. Зависимость D коэффициентов D 30 0. распределения ванилина 0. D от рН при экстракции: 24 0. 3 гексанолом, – – 0. 18 гептанолом, 3 – 10 11 12 13 pH октанолом (исходная концентрация ванилина в водной фазе 0,01 моль/л, 0 ионная сила 0,1 моль/л) 2 4 6 8 10 12 pH Реакционные растворы ванилиновых производств имеют рН около 9, и при такой кислотности коэффициенты распределения ванилина равны 5, 3 и 1,5 для гексанола, гептанола и октанола, соответственно. Эти значения близки к коэффициенту распределения ванилина в системе бензол – вода в кислой среде (D = 6,3 [5,6]), т.е. спиртами С6 – С8 можно экстрагировать ванилин из реакционных масс без их подкисления практически с теми же затратами, что и в технологии извлечения ванилина бензолом из подкисленных растворов.

Изучена возможность реэкстракции ванилина из спиртовых растворов или растворов ТБФ путем обработки органической фазы водным раствором бисульфита натрия. Показано, что коэффициенты распределения ванилина в системе вода – октанол связаны с концентрацией бисульфита натрия соотношением D 1 = 17,27 ± 0,82 [NaHSO3 ], а рассчитанная константа равновесия (К = 350) образования ванилин – бисульфитного производного меньше константы равновесия образования натрийбисульфитного производного бензальдегида (К = 6,4103) [8]. Тем не менее, прочность ванилин-бисульфитного производного вполне достаточна для реэкстракции ванилина из растворов в трибутилфосфате.

На рисунке 5 в логарифмических координатах представлены результаты, полученные для различных экстрагентов. Тангенсы угла наклона прямых для процессов экстракции из кислых сред практически не зависят от природы экстрагентов и имеют значение tg = 1,5 ± 0,1. Эти значения указывают на образование экстракционных комплексов, содержащих в среднем полторы молекулы экстрагента на молекулу ванилина. При извлечении ванилат-иона из водно-щелочных растворов экстрагируемый комплекс содержит вдвое большее число молекул экстрагента.

Рис. 5. Логарифмическая зависимость коэффициента распределения ванилина от 2 концентрации экстрагента:

log [D] 1 - гептан - октиламин, tg = 1,62 ± 0,14;

2 – гептан - трибутилфосфат, tg = 1,45 ± 0,05;

3 - деканол, - нонанол, октанол, гептанол, -2 гексанол (Коренман Я.И.), tg = 1,51 ± 0,07;

4 - гептан - октанол - (0,01M HCl + 0,09M NaCl), tg = -0,9 -0,6 -0,3 0,0 0,3 0,6 0, 1,40 ± 0,08;

log [C] 5 - гептан - октанол (1,25M NaOH), tg = 3,35 ± 0, Полученные результаты позволяют осуществить расчеты, необходимые для реализации новых технологических процессов экстракции ванилина изученными экстрагентами, а также его реэкстракции водными растворами щелочей и гидросульфита натрия.

Библиографический список 1. Хейфиц Л.А. Душистые вещества и полупродукты парфюмерно – косметического производства: Справочник М.: ВО «Агропромиздат», 1990.

– 365 с.

2. Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина: Химия. Ультраструктура. М.:

Лесн. пром – сть, 1988. – 511 с.

3. Коренман Я.И. Коэффициенты распределения органических соединений/– Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. – 336 с.

4. Камалдина О.Д., Массов Я.А. Получение ванилина из лигносульфонатов/ – М.: ЦБТИ ЦИНИС, 1959. – 39 с.

5. Тарабанько В.Е. // Дисс. докт. хим. наук, Красноярск, ИХХТ СО РАН. 1998.

6. Culbertson, J.B. Factors affecting the rate of hydrolysis of ketimines. J.

Am. Chem. Soc. 1951, 4818–4823.

7. Коренман Я.И., Маслова Н.В., Суханов П.Т. // Химия растительного сырья, 2007, №2, с.33-36.

8. Kokesh F.C., Hall E.R. A reexamination of the equilibrium addition of bisulfite and sulfite ions to benzaldehyde. J. Org. Chem., v. 40, No 11, 1975, p.

1632 – 1636.

УДК 542.973:661.41 Н.В. Тарабанько, В.Е. Тарабанько НОВЫЙ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОКИСЛЕНИЯ ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА В ХЛОР Институт химии и химической технологии СО РАН г. Красноярск Изучен процесс окисления хлористого водорода кислородом в хлор на новом ванадий-хлоридном катализаторе. Катализатор активен, начиная с температуры 200оС (производительность по хлору 11 граммов на килограмм катализатора в час), а при 370оС производительность достигает 200 - 700 г/(кгкатч), что на один – два порядка превышает характеристики известных ванадий-сульфатных и медных катализаторов.

Характерной особенностью ряда крупнотоннажных химических производств, связанных с использованием хлора: хлорорганических производств, получения полимеров, процессов хлорной металлургии является образование больших количеств хлористого водорода в качестве отхода. Это вещество находит ограниченный спрос на рынке, поэтому необходима утилизация больших объемов этого экологически опасного отхода. Основным способом утилизации хлористого водорода в настоящее время является щелочная нейтрализация, что является весьма затратным процессом.

Привлекательной является утилизация хлористого водорода с получением хлора, который может быть возвращен в производственный цикл. Возможна реализация этого пути электролизом, однако этот способ не нашел применения из-за больших затрат электроэнергии и трудностей, связанных с влиянием на электроды примесей, присутствующих в промышленных отходах наряду с хлороводородом [1].

Наиболее перспективно окисление хлористого водорода в хлор молекулярным кислородом. Впервые данный подход был введен в промышленность Диконом в 1868 г [2]. Дикон-процесс проводится при температуре 400-450 0С с хлоридом меди в качестве катализатора. Этот процесс характеризуется сравнительно низкой скоростью (порядка 10 г хлора на 1 кг катализатора в час) и высокой температурой, при которой константа равновесия экзотермической реакции оказывается малой. Кроме того, метод осложнен летучестью хлорида меди при рабочей температуре и связанными с этим коррозионными проблемами [3].

В реализации данного процесса привлекательным является поиск катализатора, который привел бы к повышению скорости процесса при снижении температуры, что способствует росту константы равновесия.

Нами изучена каталитическая активность композиций на основе ванадиевого ангидрида и хлоридов щелочных металлов. Расплав ванадиевого ангидрида в сульфатах и пиросульфатах щелочных металлов запатентован в качестве катализатора окисления хлористого водорода [4], и его производительность достигает 20 - 30 г хлора на кг катализатора в час при 375-400 0С.

Катализатор получали тщательным измельчением смеси, состоящей из 71,1 масс.% V2O5, 13,2 % LiCl и 15,7 % KCl (соотношение LiCl и KCl соответствует составу эвтектики, плавящейся при 352 0С [5]).

Порошкообразная смесь подвергалась спеканию в открытой пробирке при 380 0С в течении трех часов. Полученное вещество дробили и отбирали фракция 0,63 – 1 мм. Полученный катализатор в количестве 1 г загружали в стеклянный U-образный реактор (внутренний диаметр 7 мм), нагреваемый в электрической печи с обдувом. Газовую смесь, содержащую 33 об. % HCl, получали, пропуская воздух через сатуратор, содержащий 35 % соляную кислоту. Полученную газовую смесь подавали в реактор и далее в поглотитель с 1 М раствор KI. Количество иода, выделившегося при взаимодействии иодида калия с хлором, определяли прямым титрованием 0,1 Н Na2S2O3.

В таблице 1 приведены характеристики активности полученного катализатора. Наблюдаемая энергия активации, оцененная по данным таблицы, составляет 38 ± 5 кДж/моль и указывает на протекание процесса в диффузионной области. Полученный катализатор значительно более активен по сравнению с ванадий-сульфатной системой [4], и поэтому применение ванадий-хлоридного катализатора позволяет снизить температуру процесса на 150-200 0C.

Таблица 1 - Скорость образования хлора при окислении хлористого водорода на катализаторе V2O5-LiCl-NaCl, фракция 0,63 – 1 мм. Загрузка катализатора – 1 г, скорость потока газовой смеси – 5 л/час, время контакта газовой смеси с катализатором – 1,5 с Температура реактора, 0С Производительность катализатора по хлору, г/(кгкатч) 200 250 300 350 370 В табл. 2 представлены данные по влиянию скорости потока на скорость окисления хлористого водорода. Зависимость выхода от скорости потока близка к линейной, что подтверждает протекание реакции в диффузионном режиме. При скорости потока 20 л/ч производительность катализатора достигает 777 г хлора на кг катализатора в час (370 г/л*ч), что в 2,5 раза превышает известные данные по производительности кобальт-хромового катализатора при 350 0С и в 1,5 раза выше производительности того же катализатора при 450 0С.

Таблица 2 - Окисление хлористого водорода (20 об.%) кислородом ( об.%) при 350оС. Загрузка и фракция катализатора 1 г и 1-1,6 мм, соответственно, продолжительность опыта 15 мин.

Количество Количество Конверсия г/(кгкатч) Потеря массы HCl, HCl, % Выход хлора, Скорость образовавшег поданного в катализатора потока, л/час ося хлора, реактор, в опыте, мг моль-экв.

ммоль 5 9.8 1.9 19 252 10 21,3 2,75 13 391 20 44.7 5,48 12 777 Ванадиевые катализаторы широко используются в процессах парциального окисления органических соединений при температурах о С и выше. Нами установлено, что ванадийоксидные катализаторы, промотированные хлоридами щелочных металлов, проявляют высокую каталитическую активность вплоть до 780 г/кг*час при относительно низкой температуре 350 оС. Эти значения получены в диффузионной области, т.е. являются оценками снизу и, следовательно, производительность изученных катализаторов может быть повышена путем интенсификации массообмена в реакторе окисления. Изученный катализатор превосходит по производительности известную ванадий сульфатную, а также описанные медные, медно-хромовые и кобальт хромовые системы.

Изученный ванадиевый катализатор теряет активный компонент со скоростью порядка 7-20 % в час. Это серьезная проблема, но она является общей для практически всех катализаторов окисления хлористого водорода. Регенерация таких катализаторов требует определенных затрат, но, например, закоксованные катализаторы крекинга нефтепродуктов регенерируют после нескольких минут работы.

Библиографический список 1. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. В 3-х т. Том 1 / 2003. – Калуга: Изд-во науч. лит-ры Бочкаревой Н.Ф. – 317 с.

2. Патент США 85370. Deacon H. Improvement in the Manufacture of Chlorine / 1868. – 4 с.

3. Bostwick L.E. Recovering Chlorine from HCl / Chemical Engineering Science // 1986, no. 10.

4. Патент США 4269817. Rohrmann C.A. Production of Chlorine from Chloride Salts / 1981. – 8 c.

5. Посыпайко В.И. Диаграммы плавкости солевых систем.

(Посыпайко В.И., Алексеева Е.А., Васина Н.А., Грызлова В.С., Афонова В.Н., Петрова Н.Н., Попова И.Г., Гусева З.Л., Шемятенкова В.Т) Том 1 / 1977. – М.: «Металлургия». – 416 с.

УДК 581*1 А.А. Карачаров И.С. Виноградова, П.В. Миронов Т.К. Захарова ОСОБЕННОСТИ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН ФАСОЛИ ДВУХ СОРТОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

ГОУ ВПО «Красноярский государственный педагогический университет»

г. Красноярск Изучены процессы прорастания и формирования проростков из семян фасоли (Phaseolus vulgaris) двух сортов «Московская белая» и «Сакса».

Проведены наблюдения за динамикой набухания, прорастанием семян до полной всхожести, а также за полученными из них растениями. Проведено сравнение полученных результатов для выращенных нами семян с результатами для семян, приобретенных через торговую сеть.

Цель работы – изучить процесс формирования проростков семян фасоли, на которых в дальнейшем будет исследоваться биологическая активность соединений селена. В качестве объектов исследования были выбраны семена фасоли сортов «Сакса» и «Московская белая», выращенные в течение 2007 года на дачных участках в окрестностях г.

Красноярска. Эти сорта были взяты как наиболее распространенные в условиях нашей климатической зоны. Для определения качества полученных нами семян (которые мы в дальнейшем будем обозначать «семена группы А») все проводимые с ними исследования параллельно сопровождались такими же исследованиями с семенами, приобретенными через торговую сеть специализированных магазинов «Семена», в которые они поставляются ООО ПФК «Семена для Сибири» («семена группы Б»

соответственно).

Если обратиться к специализированным источникам, то мы найдем там следующие характеристики сортов:

Фасоль Московская белая. Сорт среднеранний: от всходов до технической спелости 58-60 дней. Растения кустовой формы, высотой 35 40 см. Незрелые бобы зеленые, длиной 12-13 см, плоские. Жесткий пергаментный слой и волокно в бобах появляются после того, как зерна фасоли достигнут размера пшеничного зерна. Семена белые, эллиптические. Глубина посева 2-5 см, схема посева 40х20 см.

Урожайность зеленых бобов – 1,0-1,2 кг/м2.

Фасоль Сакса. Скороспелый (45-50 дней от всходов до технической спелости) сорт. Растение кустовое, высотой 35-40 см. Бобы светло зеленые, слегка изогнутые, округлые в поперечном разрезе, без пергаментного слоя и волокна, длиной 9-12 см, диаметром 0,6 см, семена зеленовато-желтые. Посев проводится на глубину 3 см. Схема посадки 50х10 см. Урожайность 1,2-1,6 кг/м2. (данные взяты с сайта ВНИИССОК http://www.vniissok.ru) Выращенные нами семена фасоли сорта «Сакса» отличались по размеру. Большая их часть имела массу в пределах 0,3-0,5 г, в то же время в небольшом количестве попадались семена с массой больше 0,5 г и меньше 0,2 г. Семена сорта «Московская белая» также отличались размером. Здесь следует отметить невысокой качество семян группы Б этого сорта. Они были небольшого размера и массы, имели механические повреждения, иногда встречались черные пятна на оболочке и семядолях.

Семена группы Б сорта «Сакса» резко контрастировали с «Московской белой» фасолью в лучшую сторону: все были достаточно крупными, ровными, без повреждений.

Поскольку одним из основных методов оценки качества семян является определение их способности образовывать проростки, мы проращивали семена и рассчитывали их всхожесть. Для каждого сорта было отобрано по десять семян группы А и группы Б. Семена стерилизовали в растворе марганцовки в течение нескольких минут, затем ополаскивали водой. Проращивание шло в обеззараженных чашках Петри, при комнатной температуре, на естественном свету между слоями увлажненной отстоянной водопроводной водой фильтровальной бумаги.

Прорастание семян начиналось на 2-3 сутки. При проклевывании корешок разрывал семенную кожуру, затем формировался гипокотиль, который впоследствии зеленел.

Количество проросших семян фиксировалось на 3 (энергия прорастания) и 9 (полная всхожесть) сутки. Результаты по определению всхожести приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что для сорта «Московская белая» всхожесть существенно ниже. Кроме того, для этого сорта у проростков семян группы Б практически отсутствовали боковые корни. Это свидетельствует о том, что в специализированных магазинах продаются семена низкого качества. Качество проростков сорта «Сакса» в обоих случаях было на хорошем уровне (проростки из семян группы А обладали немного меньшим количеством боковых корней).

Таблица 1 - Энергия прорастания и полная всхожесть семян фасоли Энергия прорастания Полная всхожесть Сакса 50% 100% Группа А Московская белая 50% 70% Сакса 90% 100% Группа Б Московская белая 40% 60% В работе также изучалась динамика набухания семян фасоли, для чего по 6 семян группы А каждого сорта помещались в отдельные ячейки, заполненные водой. Измерялась масса семян через определенные промежутки времени. Для сорта «Московская белая» результаты приведены на рисунке 1.

0, 0, 0, Масса семян г.

Ряд 0, Ряд Ряд 0, Ряд Ряд 0,4 Ряд 0, 0, 0, 0 20 40 60 80 100 Время, час Рисунок 1 - Динамика набухания семян фасоли сорта «Московская белая»

Из рисунка видно, что процесс идет в 2 фазы. Первая фаза характеризуется быстрым увеличением массы и примерно через сутки семена входят во вторую фазу. Однако 2 образца из этой партии не меняют свою массу в течение всего времени наблюдений. Такие семена считаются физически мертвыми. По истечении 4 суток, ни одно из набухших семян не проросло, что говорит об их физиологической смерти.

Для сорта «Сакса» (рисунок 2) первую фазу прошли все семена, проклюнулись 5 из них. Время проклевывания (в часах) показано на рисунке.

1, 0, Масса семян, г Ряд Ряд Ряд 0, Ряд Ряд Ряд 0, 0, 0 20 40 60 80 100 Время, час 6 – 53,5 час 1 – 68 час 2 – 81,5 час 3 – 81,5час 5 – 107 час 4 - Рисунок 2 - Динамика набухания семян фасоли сорта «Сакса»

Проведенные измерения показали, что исходные одинаковые по массе семена оказываются совершенно разными по физиологической активности.

Следовательно, воздействовать соединениями селена правильнее на уже проклюнувшиеся образцы, чтобы исключить из работы физиологически мертвые семена.

УДК 581.526.426.2 О.Г. Панькив В.Н. Паршикова Р.А. Степень ПРИМЕНЕНИЕ ПИХТОВЫХ УГЛЕКИСЛОТНЫХ ЭКСТРАКТОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск В России при лесозаготовках теряется около половины биомассы дерева. Это в полной мере относится и к пихте сибирской. Вместе с тем ее древесная зелень, составляющая значительную часть лесосечных отходов, может служить сырьем для многих ценных продуктов. Одним из них является углекислотный экстракт.

Применение в качестве экстрагента сжиженного оксида углерода дает возможность выделять из древесной зелени пихты натуральные, разлагающиеся при других способах переработки биологически активные продукты в натуральном состоянии. Более того, их состав благодаря наличию следов инертного газа способен длительное время оставаться в неизменном состоянии. Проведенные исследования по токсичности углекислотного экстракта указывают на отсутствие при его использовании аллергического эффекта. На этом основании сделано заключение, что он не является потенциальным аллергеном [5].

Выход СО2-экстракта из древесной зелени пихты составляет около 5% от абсолютно сухой массы. При этом совместно с пихтовым экстрактом отбирается водная фракция, которая отделяется от него при отстаивании и обладающая биологической активностью [7]. В ее составе найдены флавониды, каротины и аскорбиновая кислота.

Еще большей активностью характеризуется пихтовый экстракт. Он состоит в основном из нейтральных веществ (свыше 80%) и свободных органических кислот. Первые из них в значительной мере представлены сложными эфирами, в том числе производными борнеола, терпинеола и фенхона. Найдены в органической фракции также спирты и углеводороды.

В кислотной фракции превалируют высшие жирный кислоты. Вместе с тем там отмечено и присутствие смоляных кислот.

Наличие в пихтовом углекислотном экстракте значительного вклада биологически активных веществ указывает на эффективность его использования в косметических целях, прежде всего в композициях гигиенической косметики: кремах, гелях, ополаскивателях для полости рта, шампунях, гигиенических салфетках, лосьонах, зубной пасте.

Успешно применение пихтового экстракта и в продуктах бытовой химии. Он входит в состав жидких и твердых мыл, средств для мытья посуды.

В пищевой промышленности СО2-экстаркт используется в безалкогольных (обладающих профилактическим и тонизирующим действием) и алкогольсодержащих напитках, леденцах с профилактическим эффектом, жевательных резинках и конфетах, ароматизаторах и вкусовых добавках.

В качестве биологически активных добавок экстракт вводится в корма для сельскохозяйственных животных. Наряду с возбуждением аппетита он нормализует функционирование желудочно-кишечной флоры.

Перспективно и употребление СО2-экстракта пихты в фармацевтике, где его применение в композициях лекарственных препаратов обеспечивает бактериостатический и дезодорирующий эффект. Успешно его применение и в качестве профилактического средства при заболеваниях ротовой полости [1].

Приводятся также сведения, что при комплексном использовании пихтового экстракта, ингаляционной и ультразвуковой терапии удается существенно повысить эффективность лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей. При таком лечении сроки возрастают до 6-8 месяцев [4].

Испытания на животных указывают на анти стрессовый характер препарата [2].

Библиографический список 1. Возможности применения продукции ООО «SibEX» // www.sibexzavod.ru.

2. Зеленская К.Л. Антигипоксическое и антистрессовое действие водного углекислотного экстракта пихты сибирской «Sibex» / К.Л.

Зеленская, А.А. Чурин, В.И. Карпицкий // www.sibexzavod.ru/rus/pub.php.

3. Зеленская К.Л. Углекислотные экстракты пихты и спиртовые экстракты дельфениума и болиглова в комплексном лечении и профилактике воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей / К.Л. Зеленская, Ю.В. Нестерова, Т.Н. Поветьева и др. // www.sibexzavod.ru/rus/pub.php.

4. Зеленская К.Л. Углекислотный экстракт пихты сибирской в комплексном лечении хронических воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей / К.Л. Зеленская // www.sibexzavod.ru/rus/pub.php.

5. Маслов Л.Н. Отчет о проведении исследований СО2-экстракта пихты сибирской на кожно-раздражающее и сенсибилизирующее действие / Л.Н. Маслов // www.sibexzavod.ru.

6. Рунова Е.М. Комплексная переработка зелени хвойных пород с целью получения биологически активных веществ / Е.М. Рунова, Б.И. Угрюмов // www.asu.ru.

УДК 678.632`32`21+678. А.А. Варфоломеев А.Ф. Гоготов А.Д. Синегибская СИНТЕЗ ФЕНОЛЛИГНОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ И ПУТЬ СНИЖЕНИЯ ИХ ТОКСИЧНОСТИ ГОУ ВПО «Братский государственный университет», г. Братск ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет», г.

Иркутск Показана возможность синтеза фенолоформальдегидных смол, модифицированных сульфатным лигнином и чёрным щелоком. С целью снижения токсичности сернистых компонентов в лигносодержащих смолах предложено проводить предварительное окисление чёрных щелоков гипохлоритом натрия и перекисью водорода.

В связи с повышением требований к качеству клеёной древесины (водо-, термо-, атмосферостойкость) в настоящее время возрастает удельный вес продукции на основе фенолоформальдегидных смол (ФФС).

Одновременно с этим в условиях роста цен на химическое сырьё и неизбежное исчерпание ископаемых ресурсов возрастает актуальность поиска возможностей замены традиционных реагентов синтеза на возобновляемые природные ресурсы и отходы производства. С точки зрения более дешёвого фенольного сырья значительный интерес представляет лигнин – сополимер фенилпропановой структуры. В современных технологиях химической переработки древесины второй по распространённости компонент древесного комплекса – лигнин, остаётся для целлюлозно-бумажной промышленности малоперспективным продуктом, целиком переходящим либо в отходы производства, либо сжигаемым в цикле регенерации неорганических химикатов.

Известно, что выделенный из отходов лесохимического производства лигнин, может быть использован в качестве заменителя фенола в синтезе клеящих полимеров [1].

Одним из источников лигнина для синтеза ФФС является чёрный щёлок [2] – раствор после варки целлюлозы, содержащий растворённый сульфатный лигнин, продукты разрушения углеводов и многообразие сернистых соединений. Разработка направлений использования сульфатного щелочного лигнина основывается на положении, что до 10% сульфатных черных щелоков могут выводиться из оборота без ущерба для экономики регенерации щелоков производства целлюлозы [3].

Исследовалась возможность использования черных щелоков целлюлозно-картонного производства ОАО «Группа Илим» г. Братска для синтеза феноллигноформальдегидных смол (ФЛФС). Существует несколько способов совмещения ФФС с лигнинами. Нами применён синтез с совместной поликонденсацией лигнина, фенола и формальдегида.

Условия синтеза выбирали исходя из максимальной замены фенола лигнином без ухудшения качества готового продукта.

В синтезе ФЛФС за основу была взята методика получения жидкой ФФС резольного типа СФЖ-3013, широко используемая в деревообрабатывающей промышленности.

Осуществить сополиконденсацию лигнина с фенолом и формальдегидом довольно сложно, так как орто- и пара-положения в ароматических кольцах лигнина в значительной степени замещены метоксильными группами и пропановыми цепочками, что затрудняет конденсацию. Тем не менее, успешно были синтезированы ФФС с заменой фенола на выделенный лигнин на 20-50% [4]. Сульфатный щелочной лигнин выделяли кислотным методом из полуупаренных черных щелоков.

Была отработана методика синтеза ФФС с частично упаренными черными щелоками с концентрацией лигнина 165 г/л и 358 г/л. Щелок вводился на первой стадии синтеза. Отмечено, что только использование черного щелока с высоким содержанием лигнина позволяет произвести замену фенола в синтезе до 40 % без ухудшения экологических характеристик смолы. Выход готового продукта по сравнению со стандартной рецептурой возрастает в зависимости от плотности используемого щелока на 15-40 масс. % в расчёте на 100 масс. частей фенола. Использование щелоков позволяет снизить расход NaOH за счёт их остаточной щелочности. Массовая доля свободной щелочи в полуупаренной черном щелоке не превышает 7,8% и экономия катализатора в синтезе составляет 20-25%.

Осуществлённый способ синтеза позволяет устранить стадию выделения лигнина из чёрного щелока, более полно использовать органическую часть щелоков, включая низкомолекулярные фенольные вещества, теряющиеся в процессе выделения и очистки лигнина.

Клеящая способность смол, модифицированных лигнинами, была испытана на Фанерном заводе (ООО Братск «Илим Деревообрабатывающий комбинат»). Проклейка выполнялась на прессе заводской лаборатории. Исследование клеящей способности смолы показало, что большая замена фенола в синтезе может отрицательно сказаться на качестве клея. Очевидно, что лигнин участвует в синтезе полимера, но некоторая его часть присутствует в продукте в качестве наполнителя, что проявляется при кипячении образцов фанеры. В связи с этим более перспективным может оказаться использования лигносодержащего продукта для создания клеевой композиции на основе стандартной смолы СФЖ 3013.

Было также показано на примере варки смолы с 30 %-ной заменой фенола на лигнин, что выбор стадии введения черного щелока в синтез не влияет на клеящую способность смолы.

Синтезу ФЛФС с чёрным щелоком присущ и существенный недостаток – образование и накопление в готовом продукте неприятнопахнущих и токсичных метилсернистых соединений. Особенно много сероводорода и метилмеркоптана будет выделяться при подкислении смолы, необходимом при производстве ДВП. В связи с этим были проведены поиски и опытно-лабораторная проверка методов окисления чёрных щелоков.

На первом этапе работы механизмы процессов окисления были изучены в работе с модельными растворами сульфида и тиосульфата натрия. В качестве окислителей использовали растворы гипохлорита натрия (47 г/л активного хлора) и перекиси водорода (223 г/л).

Известно [2], что процесс окисления сульфида натрия кислородом воздуха протекает в несколько стадий с образованием различных промежуточных продуктов реакции: тиосульфата, полисульфида, элементарной серы. Во избежание проявления отрицательного корродирующего действия тиосульфата была поставлена задача окислить сернистые соединения до сульфата натрия.

В щелочной среде окисление сульфида натрия раствором гипохлорита натрия протекает по схеме:

8Na2S + 7NaClO + 7H2O Na2S8 + 14NaOH + 7NaCl, Na2S + 9NaClO + 6NaOH 4Na2S2O3 + 9NaCl + 3 H2O, Na2S2O3 + 4NaClO + 2NaOH = 2Na2SO4 + 4NaCl + H2O;

Na2S + 4 NaClO = Na2SO4 + 4 NaCl.

Возможен и другой ход реакции:

Na2S + NaClO + H2O S + 2NaOH + NaCl.

В результате гидролиза сульфида натрия его раствор показывает сильнощелочную реакцию, рН=12,1. Окисление проходило преимущественно в течение 10-15 мин. при температуре 80-85оС (минимальная температура транспортировки щелока на упаривание).

Существенным недостатком применения гипохлорита натрия в качестве окислителя является его большой расход по причине малой концентрации раствора. Расчёты показали, что для окисления 1 об. части раствора сульфида натрия (20 г/л) потребуется 1,8 об. ч. раствора NaClO.

Максимальная эффективность окисления модельных растворов сульфида и тиосульфата превысила 98%.

С целью увеличения эффективности окисления до конечных продуктов – сульфатов и сокращения расхода окислителя использовали смеси растворов гипохлорита натрия и перекиси водорода в соотношении 1 : 1 по массе чистых компонентов. В сильнощелочной среде перекись моментально распадается с выделением кислорода и разогревом раствора.

Можно предположить, что окислители действуют последовательно, и Н2О доокисляет большую часть сернистых соединений до сульфатов. Лучший результат получен при соотношении исходного раствора и окислителя 2: и использовании перекиси водорода и гипохлорита в пропорции 1:1 (1 об.

часть H2O2 + 4,7 об. части р-ра NaOCl).

Результаты показывают, что органические соединения щелоков, основным компонентом которых является лигнин [2], принимают участие в процессах окисления сернистых и ускоряют их, поэтому не всегда удается использовать расчётные данные, полученные на модельных растворах, для работы с черным щелоком. Раствор перекиси водорода является более сильным окислителем и имеет в 5 раз большую концентрацию активного компонента, чем гипохлорит, что позволяет получить хорошие результаты окисления даже при сравнительно небольшом расходе (например, в соотношении масс. ч.: щелок : H2O2 = : 25,5). Вместе с тем, с экономической точки, зрения, предпочтительней использование в качестве окислителя гипохлорита натрия – доступного и сравнительно недорогого реагента процесса отбелки целлюлозы.

Исходный полуупаренный чёрный щелок сульфатцеллюлозного производства Братского ЛПК имеет следующие характеристики:

Плотность, г/см3 1, Концентрация Na2S, г/л 15, Na2S2О3, г/л 32, Na2SO4, г/л 8, лигнин, г/л Результаты работ по окислению щелока представлены в таблице.

Соотношен Эффект очистки ие чёрный Состав окислителя, Остаточное Остаточное Увеличение щелок : масс. ч.

количество количество содержания окислитель, компонентов Na2S2О3, % Na2S, % Na2SO масс. части 1 2 3 4 NaClО : H2O2 = 1 : 1 в 4,36 раза 2:1 52,8 94, NaClО : H2O2 = 1 : 2 в 5,45 раза 2:1 15,1 85, NaClО : H2O2 = 1 : 1 в 5,86 раза 1,5 : 1 37,6 90, NaClО : H2O2 = 1 : 1 в 8,38 раза 1:1 21,5 49, NaClО 29,1 67, 1: H2O2 17,5 55, NaClО : H2O2 = 1 : 1:1 20,5 42, в 8,86 раза NaClО 21,1 36, в 9,07 раза 1 : 1,5 H2O2 9,6 19, NaClО : H2O2 = 1 : 1 в 10,36 раза 11,9 21, Расчёт расхода окислителя выполнен по чистой массе активных веществ Эксперименты показали, что окисление полуупаренных чёрных щелоков сильными окислителями позволяет существенно снизить содержание сульфида (до 90%) и тиосульфата натрия (до 82%): остаточные концентрации Na2S – 1,2 г/л, Na2S2О3 – 4,3 г/л. Достичь указанных результатов удалось лишь при соотношении щелока и гипохлорита (или эквивалентного количества перекиси) равного 1 : 1,5 масс. частей.

Смола, синтезированная с заменой 30 %-ов фенола на окисленный черный щелок, соответствует требованиям ГОСТа по показателю остаточного содержания фенола и формальдегида.

Таким образом, проведенный эксперимент показал, что прямое окисление полуупаренных черных щелоков перекисью водорода, либо гипохлоритом натрия позволяет существенно снизить содержание в щелоке нежелательных в технологическом плане и токсичных сульфида и тиосульфата натрия, но на нынешнем этапе не позволяет перевести эти сернистые соединения количественно в инертный и безвредный сульфат натрия. Кроме того, окислительная обработка щелоков приводит к потере одного из преимуществ использования щелоков – не позволяет снизить расход одного из основных компонентов синтеза ФФС – катализатора NaOH. Чёрный щелок со «связанными» сернистыми соединениями использован для синтеза экологически безопасной ФЛФС для проклейки фанеры.

Библиографический список 1. М.И. Чудаков. Промышленное использование лигнина. М.: Лесн.

пром-сть., 1983, 200 с.

2. А.с. 1249028 СССР. Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы // О.П. Мартыненко, Н.П. Краснятов, А.Д.

Синегибская и др. БИ., 1986, №29.

3. Сульфатный чёрный щёлок и его использование. Комшилов Н.Ф. и др. М.: Лесн. пром-сть., 1969, 184 с.

4. Варфоломеев А.А., Синегибская А.Д., Гоготов А.Ф.

Модифицированные лигнинфенолформальдегидные смолы. Сообщение 1.

ЛФФС с сульфатным лигнином. С. 128-132. // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: Материалы III Всероссийской конференции. 23-27 апреля 2007 г.: в 3 кн. / Под ред. Н.Г.

Базарновой, В.И. Маркина. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2007. – Кн. 3 – с.

УДК 676.1.054.1 Н.Г. Чистова З.З. Зарипов Ю.Д. Алашкевич ВЛИЯНИЕ ИЗНОСА ГАРНИТУРЫ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Лесосибирский филиал, г. Лесосибирск Институт химии и химической технологии СОРАН, г.Красноярск Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости качественных показателей древесноволокнистой массы от износа размалывающей гарнитуры первой и второй ступеней размола в производстве древесноволокнистых плит.


Россия имеет большое количество низкосортной древесины, непригодной для производства целлюлозы, лесопиления, фанеры и столярно-строительных изделий, но эта древесина является сырьем для древесных плит. Ресурсы неиспользуемой неделовой древесины, лесосечных отходов, тонкомерной древесины и отходов деревообработки достаточны для интенсивного развития производства древесноволокнистых плит с целью обеспечения потребностей внутреннего рынка. Производство древесных плит во всем мире является одним из главных направлений по переработки древесных отходов и неделовой древесины.

Процесс размола в производстве ДВП является сложнейшим процессом, природа которого изучена еще далеко не полностью. Причем, не приходится ожидать, что в обозримом будущем мы будем иметь исчерпывающие знания всей совокупности множества явлений, происходящих с древесным волокном в размольной камере. К этим явлениям относятся реакция гидролиза, химическое и физическое воздействие различных элементов древесины и продуктов их распада, явления дросселирования жидкости и паровоздушной смеси, явления теплопередачи и диффузии и т. п.. Причем все эти процессы в свою очередь зависят от огромной совокупности геометрических и технологических условий размола, и многие из них взаимосвязаны. Таким образом, процесс размола древесноволокнистой массы следует рассматривать, как плохо организованную систему. Поэтому детерминический подход к решению задачи его математического описания невозможен. Следовательно, в данном случае единственная возможность для идентификации процесса состоит в применении экспериментально статистических методов [2].

В соответствии с задачами исследования, производственной практикой и изучения научной литературы для первой и второй ступеней размола в работе приняты зависимости степени помола древесноволокнистой массы от факторов:

для дефибратора ДС = f (L/h,, n), (1) где L/h – отношение высоты ячейки к ее ширине (износ сегментов);

– зазор между размалывающими поверхностями, мм;

n – скорость вращения нижнего (разгрузочного) шнека, об/мин;

для рафинатора ДС = f (L/h,, с), (2) где L/h – отношение высоты ячейки к ее ширине (износ сегментов);

– зазор между размалывающими поверхностями, мм;

с – концентрация древесноволокнистой массы, %;

В настоящей работе представлены результаты исследований влияния геометрических параметров ячеек ротора и статора на качество помола древесноволокнистой массы при межножевом зазоре = 0,1 мм в течении всего периода работы между сменой гарнитуры: дефибратор (1 – ступень) – 9 недель;

рафинатор (11 – ступень) – 23 недели. Результаты исследований представлены в таблице 1.

В предыдущих исследованиях при размоле целлюлозы [1] больший гидродинамический эффект в рабочих органах машины наблюдался при отношении ширины ячейки к ее высоте равном 2. При этом оптимальная глубина ячейки равнялась 4,5 мм. В связи с этим исследования проводились на гарнитуре с соотношением L/h = 1,1 и L/h =2, при h = 4, мм. При геометрических параметрах гарнитуры L/h =2, при всех прочих равных условиях, наблюдался наибольший прирост градуса помола массы и меньший расход потребляемой мощности. Эффективность размола волокнистых суспензий при указанных геометрических параметрах гарнитуры увеличивалась.

В промышленных условиях на заводе ДВП ЗАО « Лесосибирский ЛДК – 1» рассматривалась эффективность размола не только волокнистой суспензии (вторая ступень, концентрация 4 %), но и щепы (первая ступень) при геометрических параметрах гарнитуры (L/h), которые менялись с течением времени работы гарнитуры (износ гарнитуры).

Изначально ширина L на сегментах дефибратора равнялась L = 13 мм, при h = 12 мм, а на сегментах рафинатора L = 10 мм, при h = 10 мм.

Исследования показали, что в процессе эксплуатации ротор истирается интенсивнее статора. Причем износ первые две-три недели незначителен (L/h=1,08-1,18) и одинаков как на подвижном, так и на неподвижном дисках. При дальнейшей работе износ более интенсивен и на подвижном диске имеет большую величину (L/h=1,2-2,16), чем на неподвижном (L/h=1,2-1,8).

Менее интенсивный износ статора, на наш взгляд, объясняется тем, что волокнистый слой в процессе размола образуется преимущественно на ножах статора, способствуя защите его рабочей поверхности.

Недостаточная чистота каналов гарнитуры ротора вызывает неравномерное нависание волокон по длине ножа, способствуя тем самым повышению его местного износа.

При износе дисков масса, проходящая в направлении от центра диска к периферии, под действием возрастающей центробежной силы повышает свою скорость. Поскольку при этом сечение канавок непрерывно уменьшается, постепенно возрастает давление, а следовательно, трение и мятие волокон и в меньшей степени присутствуют процессы резания и фибрилирования древесных волокон.

Зависимости степени помола (ДС) от геометрических параметров гарнитуры на промышленных установках при изготовлении ДВП подтверждают исследования проводимые ранее [1] на экспериментальном оборудовании (ШР0) с иными геометрическими параметрами, при производстве бумаги. В нашем эксперименте наибольший прирост градуса помола, как для дефибратора так и для рафинатора, наблюдался при L/h = 1,17.

Таблица 1 - Результаты исследований износа размалывающей гарнитуры с течением времени Отношение ширины ячейки к Отношение ширины Продолжительность работы Продолжительность работы высоте ножа L/h, мм/мм ячейки к высоте ножа L/h, мм/мм гарнитуры, недели гарнитуры, недели Дефибратор (ДС) дефибратор рафинатор Рафинатор (ДС) ротор статор ротор статор отношения отношения отношения отношения отношение отношение отношение отношение исходных исходных исходных исходных величина величина величина величина размеров размеров размеров размеров 13/12 1,08 13/12 1,08 1 10/10 1 10/10 1 12,7 13/11,8 1,1 13/11,8 1,1 3 10/9,8 1,0 10/9,8 1,02 12,8 18, 13/11,5 1,13 13/11,5 1,13 5 10/9,5 1,0 10/9,5 1,05 13,1 18, 13/11 1,18 13/11,3 1,15 7 10/8 1,2 10/8 1,25 13,4 13/10 1,3 13/11 1,18 12 10/7 1,4 10/7,2 1,38 12,9 19, 13/9 1,4 13/10,2 1,27 17 10/6 1,6 10/7 1,42 12,5 19, 13/8 1,63 13/9,3 1,39 19 10/5 2 10/6,8 1,47 12,3 19, 13/7 1,85 13/8,4 1,54 21 10/4,5 2,2 10/6,1 1,66 12 19, 13/6 2,16 13/7,5 1,7 23 10/4,2 2,3 10/5 2 11,3 25 10/4 2,5 10/4,5 2,2 Исследования показали, что степень помола массы, прошедшей обработку в дисковых дефибраторах и рафинаторах, а также характер этой массы кроме степени износа размалывающей гарнитуры, зависят также от величины зазора между дисками, оборотов питающего шнека, концентрации древесноволокнистой массы.

С целью выявления, оценки и математического описания влияния вышеуказанных геометрических и технологических параметров размалывающих машин на качество помола массы спланирован и проведен по В-плану второго порядка [2] активный трехфакторный эксперимент на промышленных установках в условиях действующего производства.

Согласно плана эксперимента нижние уровни варьирования (-1) составили: для L/h -2, - 0,05, n – 12, с -2,5;

основной уровень (0): для L/h 6, - 0,1, n – 13,7, с -3;

и верхний (+1): L/h -10, - 0,15, n – 15,4, с -3,5.

В результате реализации спланированного многофакторного эксперимента получены регрессионные зависимости:

для дефибратора ДС = 5.2083 + 0.27846(L/h) + 16.6371 + 0.69343n – 0.00469(L/h)2 –502 – 0.008661n2 – 0,62495((L/h)) – (3) 0.0221((L/h)n) – 0.8824(n) для рафинатора ДС = -99.9491 – 0.39619(L/h) + 80.44948 + 80.95748с + 0.014057(L/h)2 –1102 – 13.2996с2 + 0.625((L/h)) + (4) 0.00000315((L/h)с) – 27(с) Анализируя полученные уравнения можно отметить, что на первой ступени размола при износе дисков до 10 % (соотношение L/h(-1)=12/ мм), наибольшая степень помола (ДС) была достигнута при зазоре ( 1)=0,05 мм при частоте вращения нижнего шнека n(+1)=15,4 об/мин, а наилучший фракционный состав оказался при значениях тех же варьируемых факторов равных - L/h (-1)=12/10 мм;

(0)=0,1;

n (0)=13, об/мин.

На второй ступени размола наибольшая степень помола (ДС) была достигнута при величине износа - L/h,(-1)=10/8;

величине зазора между сегментами,(-1)=0.05 мм;

и концентрации древесной массы - c,(0)=3 %. А фракционный состав оказался наилучшим при тех же варьируемых параметрах, имеющих следующие значения: L/h,(-1)=10/8;

,(0)=0.1 мм;

c,(0)=3 %. При анализе тех же самых факторов с износом сегментов 50 % и 90 % наблюдалась аналогичная закономерность. Как видно из анализа расчетных зависимостей на ряду с влиянием износа размалывающей гарнитуры, скорость вращения нижнего шнека на дефибраторе также, как и концентрация древесноволокнистой массы на рафинаторе оказывают весьма существенное влияние на качественные показатели помола.

Правильный выбор и регулирование этих параметров позволяют влиять на весь технологический процесс получения ДВП.

Таким образом установлено, что одним из основных факторов, влияющих на эффективность процесса размола и имеющий исключительно важное значение для выхода качественной, хорошо размолотой древесной массы является износ гарнитуры размалывающих машин.

Определено, что как на дефибраторе так и на рафинаторе, после определенного промежутка времени работы размалывающих сегментов, ротор истирается интенсивнее статора, поэтому предпочтительно ротор изготовлять из более прочного материала, чем статор. На производстве это условие не выполняется.

Полученные в работе расчетные зависимости качества помола (ДС) от степени износа ножевой гарнитуры в расчетном периоде позволяют решать следующие задачи:

- при известных значениях конструктивных и технологических параметров, представленных в данной работе, иметь возможность определять оптимальную степень помола массы и соответственно улучшать тем самым прочностные показатели плиты, не увеличивая при этом энергозатраты на размол и даже снижая их.

- в определенных технологических ситуациях осознано снижать градус помола, не снижая качественных показателей готовой плиты, варьируя технологическими и конструктивными параметрами установок, в результате чего уменьшается износ гарнитуры размольного оборудования, уменьшается расход пара, электроэнергии, следовательно, снижается и себестоимость продукции.


Библиографический список 1 Алашкевич, Ю. Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах [Текст]: дис. … докт.

техн. наук / Ю. Д. Алашкевич. - Красноярск, 1990. - 361 с.

2 Пижурин, А. А. Основы научных исследований [Текст]: учеб. для вузов / А. А. Пижурин, А. А. Пижурин. – М.: МГУЛ, 2005. - 305 с.

УДК 634.0. Б.Н. Кузнецов1, В.Г. Данилов О.В. Яценкова Е.Ф. Ибрагимова ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ГИДРОЛИЗАТОВ ИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ОТХОДОВ НА ПРОЦЕСС СИНТЕЗА ЭТАНОЛА Институт химии и химической технологии СО РАН, г. Красноярск Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск Исследован состав гидролизатов, полученных из опилок осины и соломы пшеницы методами одностадийного и двухстадийного гидролиза.

Показано, что предварительное удаление пентозных сахаров путем предгидролиза лигноцеллюлозного сырья разбавленной HCl повышает на 30-35 % выход этанола при ферментации гидролизата.

Сегодня ежегодное мировое производство этанола составляет около млрд. дал [1]. Этиловый спирт находит широкое применение в пищевой промышленности, медицине и изготовлении парфюмерно-косметических комопозиций. Но более 70% производимого этанола используется в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу [2]. Это снижает токсичность выхлопов автомобильных двигателей и позволяет уменьшить расход топлива, получаемого из невозобновляемого сырья – нефти, заменяя его топливным этанолом, который получают из растительного сырья [3].

В настоящее время большую часть топливного этанола получают из сухого молотого зерна (в США из кукурузы), сахарной свеклы и сахарного тростника [4]. В результате возникает конкуренция с пищевым сектором экономики и как следствие - повышение стоимости продуктов питания [5].

Поэтому целесообразно использовать в качестве сырья для получения топливного этанола непищевое растительное сырьё, например лигноцеллюлозные отходы сельского хозяйства (солому) и деревообработки (опилки).

Цель настоящего исследования – изучение влияния состава гидролизатов, полученных из непищевого растительного сырья (соломы и опилок осины) на ферментативный синтез этанола.

В качестве исходного сырья для получения гидролизатов использовали опилки (фракция 2-3 мм) древесины осины обыкновенной (Populus tremula L.) и воздушную сухую солому пшеницы, измельченную до 3-5 см. Компонентный состав используемого сырья (в % от массы абсолютно сухого сырья) представлен в таблице – 1.

Таблица –1 Компонентный состав древесины осины и соломы пшеницы,% Сырьё Целлюлоза Лигнин Гемицел- Экстрактивные Зола люлозы вещества Солома пшеницы 48,7 21,4 23,2 2,6 4, Осина обыкновенная 46,3 21,8 24,0 7,6 0, Лигноцеллюлозные отходы подвергали гидролизу 60-80 % H2SO4, гидролизат разбавляли водой и проводили инверсию. После этого раствор нейтрализовали известковым молоком, выпавший осадок отфильтровывали. Осветление раствора проводили активированным углем с последующим отделением его фильтрованием.

Гидролизат анализировали на содержание глюкозы эбулиостатическим методом [6]. Для количественного определения гексоз и пентоз использовали реакцию моносахаридов с о-толуидиновым реагентом [7].

Определение проводили на фотометре КФК-3 в кювете 10 мм при длинах волн 355, 460, 630 нм.

Сбраживание гидролизата проводили в колбе, плотно закрытой пробкой, снабженной газоотводной трубкой. Для поддержания постоянной температуры (35-36 °С) колбу помещали в термостат. В качестве сбраживаемого агента использовали гидролизаты, отличающиеся содержанием моносахаридов. В колбу помещали 4 г дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), затем приливали 100 мл исследуемого гидролизата, закрывали пробкой, опускали в термостат и отмечали время начала процесса. Затем фиксировали количество выделившегося CO2 в течение первых 60 минут через 5 минут, далее через 10 минут. Общее время сбраживания составляло 240 минут.

Лигноцеллюлозные отходы Предгидролиз 2% Гидролиз 70% H2SO и инверсия HCl Гидролизат Пентозы Ксилит Ферментация Этанол Поскольку при ферментативном синтезе этанола дрожжи способны ассимилировать лишь гексозные сахара, от их содержания зависит выход этанола при ферментации. Для увеличения выхода этилового спирта из исходного лигноцеллюлозного сырья предлагается проводить стадию предгидролиза, с отделением легкогидролизуемых полисахаридов, главным образом пентозанов. Предгидролиз осуществляли 2% HCl по методике, изложенной в [6].

Был изучен состав гидролизатов, полученных одностадийным и двухстадийным кислотным гидролизом опилок осины и соломы пшеницы.

Варьируя условия гидролиза, можно получать гидролизаты, отличающиеся по своему качественному и количественному составу.

Результаты определения содержания пентоз и гексоз в полученных гидролизатах приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Влияние состава гидролизатов из осины и соломы на выход этанола Состав гидролизатов, % от массы Выход этанола, % от а.с. сырья массы а.с. сырья Исходно Одностадийный 2-х стадийный 2-х е сырье гидролиз гидролиз Одностадийн стадийны ый гидролиз й Гексоз Пентоз Гексоз Пентоз гидролиз ы ы ы ы Опилки 49,4 18,8 43,8 - 19,9 26, осины Солома пшениц 37,3 14,2 35,1 - 14,8 21, ы Условия гидролиза: 70 % H2SO4, 20 °С, 2 ч, гидромодуль 4 для опилок осины и 5 – для соломы пшеницы. Условия инверсии: гидромодуль 30-40, 90-100 °С, 2 ч. Условия предгидролиза: 2% HCl, 100 °С, 2 ч Показано, что на стадии предгидролиза лигноцеллюлозного сырья 2% HCl происходит практически полное удаление пентоз. Гидролизаты, полученные на последующих стадиях исчерпывающего гидролиза 70% H2SO4 и инверсии содержат только гексозные сахара. Показано, что предварительное удаление пентоз путем предгидролиза опилок осины и соломы пшеницы разбавленной соляной кислотой повышает на 30-35 % выход этанола при сбраживании гидролизатов. Образующиеся в процессе предгидролиза пентозные сахара могут использоваться для получения ксилита и других ценных химических продуктов.

Библиографический список 1. Ежков, А.А. Вакуумные технологии в производстве топливного этанола / А.А. Ежков, Д.В. Арсеньев, А.В. Кузмичев // Производство спирта и ликероводочных изделий. – 2006. - № 4. – С. 32 – 33.

2. Бурдун, Н.И. Выполнить программу «Биотоплово» / Н.И. Бурдун // Производство спирта и ликероводочных изделий. – 2006. - № 4. – С. 40 – 41.

3. Яровенко, В.Л. Технология спирта / В.Л. Яровенко. – М.: Колос – Пресс, 2002. – 463 с.

4. Степанов, В.Г. Производство моторных топлив из прямогонных фракций нефтей и газовых конденсатов с применением процесса «Цеоформинг» / В.Г. Степанов, К.Г. Ионе // Химия в интересах устойчивого развития. – 2005. - № 13. – С. 809 – 812.

5. Драчева, Л.В. Топливный биоэтанол / Л.В. Драчева // Производство спирта и ликероводочных изделий. – 2007. - № 2. – С. 40 – 41.

6. Оболенская, А.В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учебное пособие для вузов / А.В. Оболенская, З.П.

Ельницкая, А.А. Леонович. – М.: Экология, 1991. –320 с.

7. Корнейчик, Т.В. Определение гексоз, пентоз и уроновых кислот в целлюлозных полуфабрикатах / Т.В. Корнейчик, Л.А. Боровская, М.А.

Зильберглейт //Химия древесины, 1986. - №5. – с.42-45.

УДК 694.9 А.И. Киворотова Е.С. Цахилова МОДИФИКАЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ ЭКСТРАКТАМИ КОРЫ ПИХТЫ СИБИРСКОЙ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Синтетические смолы обладают рядом недостатков, которые частично устраняются модификацией смол. Одним из перспективных направлений в модификации является применение экстрактов, выделенных из коры древесины. Рассмотренные в данной работе экстракты коры пихты сибирской положительно влияют на свойства карбамидо- и фенолоформальдегидных смол. Физико-механические свойства клеевых соединений, полученных на основе модифицированных смол, соответствуют стандарту, при этом себестоимость полученной продукции значительно уступает фанере на не модифицированных клеях.

До начала XX века промышленное значение клеев и склеивания было невелико. Использовались в основном клеи животного и растительного происхождения. Толчком к совершенствованию клеев явилось развитие фанерной промышленности и производства ДСтП.

Синтетические клеи в значительной степени вытеснили из промышленности клеи природного происхождения в силу следующих преимуществ: дешевизна исходных продуктов, использование непищевого сырья, практическая неисчерпаемость сырья, возможность широкого регулирования свойств клеев, высокая скорость отверждения и малый расход клея.

На фоне этих преимуществ, синтетические смолы обладают рядом недостатков таких, как ограниченная водо- и теплостойкость, хрупкость клеевого шва, большая усадка клея, высокая токсичность и др. Частичное устранение этих недостатков достигается при модификации синтетических смол, т.е. направленном изменении свойств клея путем добавки в основной клей какого-либо другого компонента, совместимого с ним или механическим воздействием.

Одним из перспективных направлений в модификации является применение в клеевых смесях для склеивания шпона экстрактов (танинов), выделенных из коры и содержащих фенольные компоненты. Мы изучили возможности использования для модификации смол и клеев экстрактивных веществ коры пихты. Основными свойствами клеев, влияющими на получение качественных клеевых соединений, являются рН-среды, вязкость, время желатинизации, содержание свободного формальдегида. При модифицировании клеев следует учитывать необходимость сохранения показателей данных свойств на уровне требований предусмотренных стандартом, либо их улучшение. На рисунках 1, 2, 3, 4 представлен анализ данных показателей модифицированных клеев.

На рисунке 1 представлены вязкость и время желатинизации модифицированной КФ-МТ-15 различными экстрактивными веществами.

Из рисунка видно, что изопропанольные экстракты увеличивают вязкость КФ-МТ-15 меньше чем водные. В среднем, при добавлении экстрактивных веществ, вязкость смолы увеличивается на 25 %. Время желатинизации модифицированной смолы по сравнению с исходной КФ-МТ- практически не изменяется.

Добавление экстрактивных веществ приводит к снижению рН-среды смолы приблизительно в два раза. Из рисунка 2 видно, что изопропанольные экстракты больше влияют на снижение рН-среды, чем водные.

Рисунок 1 – Вязкость и время желатинизации модифицированной КФ-МТ- Рисунок 2 – рН-среды и содержание свободного формальдегида модифицированной КФ-МТ- Рисунок 3 – Время желатинизации и вязкость по ВЗ-4 модифицированной СФЖ- Рисунок 4 – Массовые доли щелочи и бромируемых веществ модифицированной СФЖ- Увеличение свободного формальдегида происходит в среднем в 2 раза.

На рисунке 3 представлены вязкость и время желатинизации модифицированной СФЖ-3013. Из рисунка видно, что изопропанольные экстракты увеличивают вязкость СФЖ-3013 больше чем водные. В среднем, при добавлении экстрактивных веществ, вязкость смолы увеличивается в 1,5 раза. Аналогичное действие оказывают экстрактивные вещества на время желатинизации, которое увеличивается примерно на %. При этом наибольшее влияние на время желатинизации оказывают водные экстракты.

Добавление экстрактивных веществ приводит к снижению массовой доли щелочи приблизительно в полтора раза. Из рисунка 4 видно, что изопропанольные экстракты больше влияют на снижение массовой доли щелочи, чем водные. Увеличение массовой доли бромируемых веществ происходит незначительное, в среднем на 1,5 – 2 единицы.

Для исследования физико-механических свойств фанеры были изготовлены в лабораторных условиях образцы тринадцатислойной фанеры марки ФК и ФСФ применяя клеи с различной рецептурой (таблица 3.6). Применялись березовый шпон, карбамидо- и фенолоформальдегидная смолы, а также изопропанольные экстракты коры пихты.

Полученные образцы фанеры были исследованы на такие физико механические свойства, как предел прочности при скалывании по клеевому слою и предел прочности при статическом изгибе.

Исследования показали что, наибольшей прочностью среди образцов, с использованием модифицированных клеев, обладают образцы изготовленные с применением клея содержащего 25 м.ч экстрактивных веществ. Прочность фанеры без использования модифицированного клея больше, чем прочность фанеры на основе модифицированного клея.

Однако, разница значений незначительная и составляет 0,02 и 0,05 МПа для предела прочности при скалывании по клеевому слою для фанеры марки ФСФ и ФК соответственно, и 5 и 3 МПа для предела прочности при статическом изгибе.

При отнесении показателей прочности фанеры с 25 % содержанием экстрактов (по сути заменителем смолы) к ее стоимости данная разница компенсируется уменьшением себестоимости производимой продукции.

Показатели прочности фанеры на скалывание и статический изгиб при % содержании экстрактов соответствуют стандарту (в зависимости от породы используемого шпона предел прочности при скалывании по клеевому слою после кипячения в течении 1 ч составляет для ФСФ и ФК от 0,6 до 1,5 МПа, предел прочности при статическом изгибе для ФСФ и ФК соответственно от 30 до 60 МПа и от 25 до 55 МПа).

1 При введении экстрактов в карбамидо- и фенолоформальдегидные смолы происходит значительное снижение рН-среды и переход ее из щелочной или нейтральной среды в кислую.

2 Наибольшее влияние на свойства карбамидо- и фенолоформальдегидных смол оказывают изопропанольные экстракты.

3 Введение экстрактов увеличивает содержание свободного формальдегида и бромируемых веществ в смолах 4 Оптимальным количеством экстрактивных веществ, обеспечивающим высокую прочность клеевых соединений, для модификации карбамидо- и фенолоформальдегидных смол является 25 м.ч.

Библиографический список Кондрючая, А.И. Повышение качества фанеры на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол [Текст]/ А.И.

Коедрючая. – Красноярск: СибГТУ, 1996. – 19 с.

2 Научно-технический реферативный сборник “Плиты и фанера” выпуск 5, Москва 1986, МИНЛЕСБУМПРОМ СССР.

3 Научно-технический реферативный сборник “Фанера и плиты” выпуск 4, Москва, 1974, ВНИПИЭМлеспром.

УДК 634.0.866 С.В. Морозов, Е.И. Черняк А.И. Вялков, Н.В. Кошелева М.М. Митасов, В.И. Коломникова РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ СИБИРИ Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, г. Новосибирск СибНИИРС СО РАСХН, г. Новосибирск Растительные ресурсы Сибири, представляющие неисчерпаемый источник биологически активных соединений широкого спектра действия, используются для получения физиологически активных препаратов, применяющихся в различных областях. В настоящей работе рассмотрены подходы к получению низкодозных стимуляторов иммунитета, роста и развития растений из биомассы хвойных деревьев Сибири.

Негативные последствия применения синтетических регуляторов роста и средств защиты растений привели к необходимости поиска альтернативных путей повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции, не приводящие к загрязнению природной среды. Наиболее плодотворным и перспективным направлением сегодня является использование возобновляемого растительного сырья для создания безопасных для агроценозов и человека средств воздействия на растения, основанных на принципах биорегуляции - активации молекулярно-биологических и физиологических систем, обеспечивающих стимуляцию развития, увеличение биомассы, защиту против патогенов и неблагоприятных условий окружающей среды.

Применение природных стимуляторов иммунитета, роста и развития растений позволит снизить количество синтетических удобрений и средств защиты растений, что положительно повлияет на экологическую обстановку, качество сельскохозяйственной продукции, а значит и здоровье населения. Это направление является частью широко применяемой в разных странах системы органического сельского хозяйства.

Пихта и лиственница – основные лесообразующие породы Сибири.

При рациональном ведении лесного хозяйства их ресурс практически неисчерпаем. Известно, что биомасса хвойных пород деревьев богата биологически активными соединениями [1-6].

Ряд продуктов из древесной зелени хвойных, такие как эфирное масло, витаминная мука и др. хорошо зарекомендовали себя в сельском хозяйстве, парфюмерно-косметической и пищевой промышленности.

Развитие экстракционных и химических технологий переработки возобновляемого растительного сырья [5-8] в сочетании с возможностью проведения специализированных испытаний на физиологическую активность позволяют гораздо эффективнее использовать биомассу хвойных пород деревьев как богатейший источник практически важных биологически активных соединений.

Основа предлагаемого подхода создания препаратов для растениеводства заключается в выделении комплексов биологически активных веществ с использованием растворителей с возрастающей полярностью, хроматографическом анализе индивидуально-группового состава полученных композиций [9], предсказания их физиологических свойств на основе знаний о составе, испытаний на физиологическую активность и анализе возможных областей применения.

Изучение состава природных экстрактивных композиций с последующим прогнозированием их практически важных свойств и созданием новых препаратов является актуальной задачей фундаментальных и прикладных исследований. Задачей фундаментальных исследований является разработка научных основ создания новых биологически активных препаратов. Прикладными задачами являются разработка технологий получения новых биологически активных препаратов, идентификация их основных компонентов и разработка методик контроля их качества и определения подлинности.

В Новосибирском институте органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН древесная зелень пихты сибирской (Abies Sibirica) используется для производства широко известного препарата для растениеводства – НОВОСИЛ [10]. Действующим веществом препарата является смесь тритерпеновых кислот с ланостановым и мариесиановым остовами, которые составляют примерно половину из суммарного метилтретбутилового экстракта (6% на а.с.с.). Другая половина экстракта является смесью неполярных биологически активных веществ, состоящая из жирных кислот и их эфиров, терпеновых углеводородов, стеринов и т.п.

НОВОСИЛ — высокоэффективный природный регулятор роста и индуктор иммунитета растений с фунгицидным эффектом к комплексу грибных, бактериальных и вирусных болезней, обладающий широким комплексом полезных свойств. Препарат предназначен для предпосевной обработки семян и опрыскивания сельскохозяйственных культур в период вегетации.

После извлечения из древесной зелени пихты суммы неполярных и слабополярных биологически активных соединений метилтретбутиловым эфиром, в биомассе остается группа полярных веществ, для извлечения которых обычно используют спирты С1-С4, ацетон и их смеси с водой.

Нами с помощью водно-спиртовой экстракции древесной зелени пихты, являющейся отходом производства препарата НОВОСИЛ, с выходом 30% (на а.с.с.) был получен экстракт, индивидуально-групповой состав которого исследован методами газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Установлено, что в экстракте содержатся фенольные соединения, преимущественно в виде гликозидов, мальтол и моносахариды, В группе фенолов идентифицированы основные соединения: п-гидроксибензойная и гидроксикоричные кислоты феруловая, п-кумаровая и 3,4-диметоксикоричная), (кофейная, флавоноиды (дигидрокверцетин, кемпферол, кверцетин), лигнаны (3.4 диванилилтетрагидрофуран, матаирезинол). В группе моносахаридов глюкоза и фруктоза. Известно, что идентифицированные соединения и группы соединений обладают широким спектром биологического действия.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.