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:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ ...»

-- [ Страница 4 ] --

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg Basic results of information researches on an establishment of basic constructive variants of use cylindrical logs in wooden construction are given. Basic lacks of the existing equipment for making cylindrical logs are submitted.

ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ СМАЧИВАТЬСЯ ВОДНОДИСПЕРСИОННЫМИ КЛЕЯМИ.

Тимохов А.С.* Известно, что способность древесины смачиваться клеями характеризует возможность получения качественного клеевого соединения. В последние годы широкое распространение находят клеи на основе поливанилацетатных дисперсий. Учитывая специфические свойства древесины лиственницы, в первую очередь, большое содержание натуральных смол, проведены * Научный руководитель д.т.н., проф. Чубинский А.Н.

исследования по выбору связующего для изготовления клеёных балок. В качестве основного критерия выбора принята способность древесины смачиваться, оцениваемая углом смачивания µ, определяемая по известной методике с помощью микроскопа МИС-11. Результаты исследований представлены в таблице Таблица Краевой угол смачивания Марка клея Структурное направление Угол смачивания, град.

Pufas d3 Радиальное 62. Тангенциальное 59. Titeboud Радиальное 64. Тангенциальное 61. Клейбит 303 Радиальное 58. Тангенциальное 54. Контрольные испытания прочности клеёвого соединения при скаливании по клеевому слою потвердили правильность выбора клея Клейбит 303 для склеивания древесины лиственницы.

*** RESEARCH OF DAMPING ABILITY OF WOOD BY WATER-DISPERSIBLE GLUES.

Timokhov A.S.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИЗНОСА ДЕРЕВОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ ОЦИЛИНДРОВКЕ БРЕВЕН Фурин А.И., Сергеевичев А.В.

Режущий инструмент, осуществляя срезание стружек при резании, и сам подвергается износу под воздействием обрабатываемого материала. Износ, кроме прочих факторов, является результатом трения рабочих граней о стружку и обрабатываемую поверхность и сопровождается удалением части металла, уменьшением его массы и ухудшением режущей способности. Потеря массы инструмента в результате износа к моменту снятия его со станка из-за потери режущей способности очень мала. Но именно вследствие износа этого малого объема металла и происходит в основном затупление инструмента. Это связано с тем, что активная часть режущего инструмента сосредоточена на очень малом участке (лезвии), находящемся в контакте со стружкой и поверхностью обработки изделия. Износ режущего инструмента всегда сопровождается потерей массы и изменением микрогеометрии режущей части (затуплением).

Износ и затупление режущего инструмента сложный многофакторный процесс.

На степень износа и характер затупления инструментов влияют: физико механические свойства и структура материала режущих элементов;

геометрические и угловые параметры режущих элементов;

физико-механические свойства обрабатываемой древесины (порода, влажность, обрабатываемость и др.);

условия и режим резания (вид резания, глубина резания, и толщина стружки, скорость резания и подачи);

условия и режим работы инструмента (точность, жесткость и колебания инструмента, состояние станка, продолжительность работы инструмента и др.);

качество подготовки инструмента к работе (заточка и доводка режущих элементов) /1/.

Для уменьшения износа и затупления необходимо упрочнять режущую часть инструмента. В настоящее время повышение стойкости инструментов осуществляется различными методами:

• Совершенствуются инструментальной материалы;

• Улучшается конструкция инструментов;

• Улучшаются подготовка к работе и режимы эксплуатации инструментов;

• Совершенствуются угловые параметры и форма инструментов;

• Режущая часть инструментов оснащается твердым сплавом;

• Осуществляется местное упрочнение лезвия инструментов.

Методы упрочнения инструментов (с повышением твердости и износостойкости поверхностей при сохранении прочности) различаются между собой физической природой воздействия на инструмент, достигаемыми результатами и эффективностью. В настоящее время существуют следующие методы упрочнения режущих инструментов /2/:

• Нанесение на рабочие поверхности износостойких покрытий;

• Нанесение на рабочие поверхности антифрикционных покрытий;

• Химико-термическое насыщение контактных поверхностей химическими элементами и соединениями;

• Нанесение на поверхности гальванических покрытий;

• Воздействие на поверхностный слой инструментов магнитным полем, лучом лазера, электрической искрой (дугой), холодом и др. для повышения твердости и износостойкости;

• Электроконтактная закалка режущей части;

• Электроискровое упрочнение и легирование рабочей поверхности;

• Лазерное термоупрочнение режущей части;

• Алмазное выглаживание рабочих поверхностей;

• Ультразвуковой наклеп поверхности мелкими стальными шариками;

• Фрикционно-упрочняющая обработка рабочей поверхности.

Применительно к инструментам (ножам) оцилиндровочных станков эффективными методами повышения стойкости можно считать:

1. Совершенствование инструментального материала;

2. Оснащение режущей части инструментов твердыми металлокерамическим сплавом;

3. Наплавка на режущую часть инструментов литого твердого сплава ВЗК;

4. Оптимизация геометрии, конструкции и угловых параметров инструментов;





Для ножей оцилиндровочных станков рекомендуется применять быстрорежущую сталь Р18. ножи могут быть цельными из стали Р18 и оснащенными пластинами из стали Р18. пластины должны крепиться со стороны передней поверхности (грани) методом пайки. Применение пластинок из быстрорежущей стали Р18 и корпуса ножей из конструкционной легированной стали 40Х (ГОСТ 4543-71) повышает эффективность использования ножей. В условиях оцилиндровки бревен целесообразно также использовать ножи с пластинами твердого сплава. Материал режущей части таких ножей – металлокерамический твердый сплав марки ВК15 (ГОСТ 3882 -74). Материал корпуса ножей с твердым сплавом – конструкционная легированная сталь 40Х (ГОСТ 4543-71). Наплавка литого твердого сплава ВЗК на переднюю поверхность режущей части ножей может производиться многими способами.

Различают дуговую, газовую, электрошлаковую, плазменную и индукционную наплавку. Широко применяется наплавка посредством ацетиленокислородного пламени. При газовой наплавке рекомендуется применять газовую горелку с наконечником №1и №2. давление кислорода устанавливается около 4 атм, а давление ацетилена – около 0,4 атм. Наплавку целесообразно производить в предварительно подготовленный паз на передней поверхности ножей в зоне лезвия. Литой твердый сплав поставляется в виде прутков диаметром 6-8мм.

После наплавки ножи в режущей зоне подвергают отпуску с охлаждением воздухом. Наплавленный слой должен быть ровным и плотным без пор и раковин. Направленные ножи поступают на заточку и доводку поверхностей оселком или другим станочным способом. Так как наплавка на ножи износостойких материалов (литых твердых сплавов и др.) является сравнительно трудоемким процессом, то применение этого способа оправдывается в том случае, если нельзя применять припаивание пластинок твердого сплавов.

Заточка ножей оснащенных пластинками твердого сплава (ВК-15) производится алмазным кругом, а наплавленных сплавом (ВЗК) – обычными корундовыми или электрокорундовыми кругами. Для заточки и доводки ножей из быстрорежущей (легированной) стали эффективным является применение абразивных (шлифовальных) кругов из синтетического абразивного материала – боразона или эльбора. При использовании таких кругов повышается износостойкость ножей в 1,3-1,8 раз по сравнению с кругами из электрокорунда /3/.

На основе рассмотренных общих и частных вопросов износа и затупления ножей, способов увеличения их стойкости, с учетом особенностей режущих элементов – роторных позиционных оцилиндровочных станков, можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Износ ножей выражается не только в истирании и удалении частиц поверхностного слоя контактных площадок. Он проявляется в результате трения, пластического деформирования и выкрашивания.

2. Для изготовления ножей для роторных оцилиндровочных станков позиционного типа рекомендуется использовать быстрорежущую сталь Р18 в двух вариантах:

• Ножи цельные из быстрорежущей стали Р18;

• Ножи из легированной стали 40Х, оснащенные пластинами из быстрорежущей стали Р18. пластинки крепятся к корпусу ножей методом пайки.

3. С целью повышения стойкости ножей рекомендуется использовать так же ножи из легированной стали 40Х оснащенные металлокерамическими пластинами твердого сплава ВК-15, а так же ножи из легированной стали 40Х наплавленные литым твердым сплавом.

4. Для уменьшения периода приработочного износа ножей необходимо улучшить их качество заточки и доводки. Целесообразно при заточке режущим элементам (лезвию) ножей придавать форму естественного износа, т.е. устойчивую форму, конкретную для условий резания при оцилиндровке бревен.

Литература:

1. Орликов М.А. Динамика станков. Киев: Высшая школа, 1980. 256 с.

2. Маковский Н.В. и др. Теория и конструкция деревообрабатывающих машин.

М.: Лесная промышленность, 1990. 605 с.

3. Сергеевичев А.В. Повышение эффективности оцилиндровки бревен путем совершенствования механизма резания. Автореферат диссертации к.т.н.

СПб.: ГЛТА, 2002,19 с.

*** MODERN METHODS OF INCREASING RESISTANCE WOODWORKING TOOLS FOR MAKING CYLINDRICAL LOGS.

Sergeevichev A.V., Furin A.I.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg Various methods of increase of resistance and hardening of cutting tools are given. Ways of increase antiwearation of knifes for making cylindrical logs of machine tools are designated. Recommendations for tool materials for manufacturing knifes in conditions modern of machine tools, and on their sharpening are submitted.

АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ФАНЕРНОЙ ТРУБЫ Хуако Х.А.

При изготовлении фанерных труб методом рулонной навивки шпона одним из определяющих параметов процесса пьзотермообработки является передача и распределение теплового поля в стенке многослойной трубы.

При расчете процессов тепловой обработки древесины большое значение имеет ее температуропроводность. В отличие от коэффициента теплопро водности, характеризующего теплопроводящую способность древесины, коэффициент температуропроводности характеризует теплоинерционные ее свойства и является мерой скорости, с которой древесина меняет свою температуру при тех или иных внешних воздействиях. Температуропроводность древесины, как и ее теплопроводность, зависит от породы, направления волокон, влажности и температуры. Наиболее важными факторами, оказывающими влияние на температуропроводность, являются влажность древесины и направление волокон. С увеличением влажности древесины коэффициент температуропроводности уменьшается, поэтому время термообработки древесины увеличивается.

По данным, приведенным в работе [1], коэффициент температуро проводности для слоистой древесины (фанеры) при повышении температуры пакета шпона уменьшается. Это объясняется тем, что в процессе прессования теплопроводность возрастает значительно медленнее удельной теплоемкости, которая при уплотнении древесины значительно повышается.

При проведении пьезотермообработки древесных материалов в прессах непрерывного действия тепло передается с двух сторон и только в одном направлении, перпендикулярно плоскости прессуемого материала (или в радиальном направлении для каландровых прессов). Так как в процессе пьезотермообработки происходит постоянное изменение температуры обрабатываемого материала в зависимости от времени, то мы имеем типичный случай задачи одномерного нестационарного теплового потока.

При повышении температуры прессующих органов время прогрева уменьшается, причем более интенсивно, чем повышение температуры. При увеличении влажности древесного материала уменьшается его температуропроводность и увеличивается время тепловой обработки. Поэтому более сухой слоистый древесный материал при прочих равных условиях прогреется быстрее, чем влажный, т.к. клетки сухой древесины заполнены воздухом, а коэффициент температуропроводности воздуха значительно превышает коэффициент температуропроводности воды. Отсюда следует важный для технологии деревообработки вывод: чем меньше влажность древесины, тем выше ее температуропроводность. Но следует иметь в виду, что процесс пьезотермообработки древесины связан с изменением физических свойств (упрессовка, изменение плотности и т.д.), поэтому в процессе пьезотермообработки изменяется и коэффициент температуропроводности в связи с изменением не только влажности, но и вследствие упрессовки и увеличения плотности древесного материала.

В общем случае нестационарного теплового обмена задача расчета температурного поля от времени является весьма сложной. Однако, при учете скоростей данного технологического процесса можно ввести допущения о стационарности процесса.

С учетом принятых допущений можно считать, что поле температур является стационарным и одинаковым, описываемым уравнением (1) t = f(r), где r – текущая координата цилиндрической системы.

В соответствии с законом Фурье количество тепла, проходящего через цилиндрическую поверхность радиуса r, равно количеству тепла, отнесенного по всему объему.

dt Q = 2rl, (2) dr где l – длина рассматриваемого участка.

Разделяя переменные уравнения (2), имеем:

Q dr dt =. (3) 2l r Интегрируя дифференциальное уравнение (3), получим выражение для температуры:

Q t= ln r + C, (4) 2l где С – постоянная интегрирования.

Из уравнения (4) видно, что температура в стенке трубы меняется по логарифмической зависимости, а граничные условия для данного технологического процесса (граничные условия 1-го рода) связаны с измерением температуры на поверхности слоя, т.е. полагая, что при:

t = t w1 ;

r = r2;

t = t w2, r = r1;

(5) где t w1, t w2 – соответственно, температура на поверхности слоя.

Согласно уравнению (4) будем иметь:

Q Q t w1 = ln r1 + C, t w2 = ln r2 + C. (6) 2l 2l Система уравнений (6) решается относительно двух неизвестных Q и С и имеет вид:

t w1 t w Q = (7).

2l r ln r В свою очередь, С определится:

t w1 ln r2 t w2 ln r C= (8).

r ln r Для технологических расчетов иногда удобнее использовать значение удельного теплового потока, т.е. количества тепла, отнесенного к единице длины трубы Q q1 = = ( t t w ). (9) d 2 w1 l ln d Рассмотрим теперь теплопроводность цилиндрической многослойной трубы (рис.1), имеющей n слоев. При допущении о стационарности теплового потока удельный тепловой поток не изменяется при прохождении через слои стенки трубы, т.е. тепловым сопротивлением между слоями можно пренебречь, т.к. при навивке слои плотно прилегают друг к другу.

Тогда уравнения для каждого слоя будут иметь вид:

2i qi = ( t t wi +1 ), (10) d i +1 wi ln di где i номер слоя (1, 2…n).

Рис.1. Цилиндрическая многослойная труба С другой стороны, пользуясь выражением (10), можно получить уравнение для определения температуры t wi +1 на границе между i –м и (i+1) слоями:

1 d2 1d 1 d q ln 3 +... + ln i +1.

ln t wi +1 = t w1 + (11) di 2 1 d1 2 d 2 i Выражение дает полную картину температурного поля фанерной трубы в процессе ее навивки.

Выводы:

1. При изготовлении древесных изделий в валковых прессах непрерывного действия имеет место пульсирующий характер давления, что накладывает особые, малоизученные условия передачи и распространения температурного поля и, соответственно, тепловой обработки древесного материала.

2. Для решения этой задачи необходимо экспериментальное определение коэффициентов теплопроводности (i), относящихся к каждому слою фанерной трубы.

Литература:

1. Сергеевичев В.В. Формирование клееных древесных материалов в прессах непрерывного действия: Автореф. дис. д.т.н. СПб.: СПбГЛТА, 2002, 40с.

*** TO THE QUESTION OF THE MODELING OF WOOD MATERIALS ROLLING PROCESS.

Huako H. A.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg The math model of the wood materials rolling in shaft presses of constant action allows to define the basic power points and to execute the analysis of wood material tense condition.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА РАДИАЛЬНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ СЕРДЦЕВИНЫ В ДРЕВЕСНОМ СТВОЛЕ Черных П.П., Сергеевичев А.В.

Несмотря на широкое применение отдельных способов получения радиальных пиломатериалов, не имеет четкой аргументации до сих пор как правильно учитывать смещение сердцевины при составлении, так как недостаточно изучено ее расположение внутри ствола дерева.

При составлении поставов с высоким выходом радиальных пиломатериалов условно принимается, что центр годичных колец совпадает с геометрической осью хлыста, либо если имеется эксцентричность сердцевины, то смещение располагается равномерно вдоль оси хлыста на одну сторону. В связи с этим, при расчетах планируют выпиливать относительно сердцевины на вершинном срезе бревна центральные, либо сердцевинные доски с общей шириной до 30 мм.

А из оставшихся сегментов получать требуемые доски.

Несмотря на все это в результате все равно получается, что в спецификационных досках расположенных близко к центру бревна появляется сердцевина, что по определению делает эти пиломатериалы нерадиальными. Это свидетельствует о том, что должны быть разработаны научные основы, отражающие качественные стороны процесса получения радиальных пиломатериалов, построенные на объективном понимании свойств исходных материалов.

Выход радиальных пиломатериалов зависит от заполнения поставом области получения радиальных пиломатериалов, которая базируется относительно центра годичных колец – сердцевины. В природе очень редко встречаются случаи, когда сердцевина совпадает с геометрической осевой линией бревна. По всей длине хлыста расхождение уменьшается ближе к вершине. Однако для выработки пиломатериалов используется как раз комлевая и срединная часть ствола, где расхождение максимально. Изменение местоположения сердцевины влечет за собой изменение размеров зон получения радиальных пиломатериалов.

На основании теоретического анализа было установлено предположение о сложном характере расположения сердцевины внутри ствола дерева от комля к вершине. Поэтому было предложено установить зависимость смещения сердцевины относительно геометрической оси хлыста от основных параметров древесного ствола: диаметром, коэффициентом овальности, расстоянием от комлевого среза исходного хлыста. Применение этих показателей легко осуществимо в производстве.

Из-за сложности описания структуры более целесообразно выделять центральную зону бревна, содержащую сердцевину и окружающую ее ювенальную древесину, нежели определять местоположение центра годичных колец для каждого отдельного ствола древесного ствола. Границы этой зоны должна определяться в виде окружности относительно геометрического центра на поперечном срезе бревна, что следует принимать во внимание при составлении поставов для раскроя круглых сортиментов на радиальные пиломатериалы.

Для проведения исследований была выбрана порода – сосна, произрастающая в Приангарье, т.к. широко применяется в качестве сырья для получения пиломатериалов и имеет большое распространение на территории Восточной Сибири. Выбор данной породы также обусловлен особенностью ее строения. На поперечном срезе древесного ствола легко определяется сердцевина.

В исследованиях использовались следующие сортименты: хлысты, пиловочник. Стандартные требования к хлыстам по ТУ 13-0273685-408-92.

Стандартные требования к пиловочнику по ГОСТ 9463-88. Измерение диаметров поперечных срезов хлыстов и пиловочных сортиментов осуществлялось по ГОСТ 2292-88 «Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, методы измерений и приемка». Величина смещения сердцевины определялось согласно ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины.

Классификация, термины и определения, способы измерения».

Рис. 1. Сердцевина в древесном стволе спроецированная на перпендикулярные между собой плоскости а) – в хлысте (длина 25м);

б) – в пиловочном бревне (длина 3,6м).

Исходя из полученных результатов, можно утверждать, что сердцевина есть сложная пространственная кривая (рис.1), образующаяся под воздействием большого количества внешних и внутренних факторов, влияющих на рост дерева, взаимосвязанная с другими пороками строения древесины и сучками.

На основании полученных данных была построена математическая модель, при помощи которой можно правильно прогнозировать расположение сердцевины в стволе и исключать ее попадание в спецификационную пилопродукцию в процессе производства пиломатериалов.

Литература:

1. Черных А.Г., Черных П.П. Изучение технологического процесса лесопиления на базе лесопильных рам фирмы «Линк». – Братск: БрИИ, 1995 – 29 с.

2. Черных П.П. Особенности работы на минилесопильных рамах «Логосоль»:

(Депонированная рукопись № 2943 – лб. 98). – М.: ВНИИПИлеспром, - 1997.

– 5с.

3. Черных А.Г., Черных П.П. Теоретические исследования длины укорачиваемых досок с заданным наклоном волокон, получаемых из сбеговой зоны бревна/ Труды Братского государственного технического университета. – Братск: БрГТУ, 2000. – 204 с.

*** RESEARCH OF RADIAL LUMBERS PRODUCING CONSIDERING SPECIAL PLACEMENT OF CORE INSIDE LOG Chernykh P.P., Sergeevichev A.V.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg In spite of wide using of different ways of radial lumbers’ producing there are no exact arguments how to take into consideration the displacement of core in the process of saw task work out because the placement of core inside log is not studied finally yet. The article contains the results of core placement research and using of them in radial lumbers’ producing.

Секция 3. Химическая технология переработки древесины Section 3. Chemical engineering in wood processing ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ХВОЙНЫХ.

Анашенков С.Ю.

В 50-е годы прошлого века Солодским и другими учеными была предложена технологическая схема переработки древесной зелени хвойных основанная на водно-бензиновой экстракции сырья. Данная схема предполагала водно-бензиновую экстракцию сырья в оросительно-дефлегмационных аппаратах, с последующей переработкой экстрактов и получением таких продуктов, как экстракт хвойный натуральный из водного раствора, а также ряд продуктов непосредственно из бензинового экстракта, таких как хлорофилло каротиновая паста, воски, эфирные масла, провитаминный концентрат.

Основными недостатками этой технологии были низкая степень извлечения суммарных экстрактивных веществ, так как водно-бензиновая экстракция предполагала получение продукции на основе липидной части экстрактивных веществ, составляющей около 25% от суммы экстрактивных веществ, а более полярные соединения не затрагивались и шли в отвал с отработанной древесной зеленью. Также можно отметить то, что конечными продуктами рассматриваемой схемы были смеси различных веществ, объединенных по своим физико-химическим свойствам, что отрицательно сказывалось на качестве получаемой продукции, а как следствие и на экономической эффективности производства[1].

К началу 90-х годов прошлого столетия, благодаря накопленному экспериметально-теоретическому материалу, зарекомендовавшая себя технология была модернизирована. Основной упор был сделан учеными на решение проблемы недостаточного качества и ассортимента получаемой продукции. Наиболее перспективным для этих целей из всех рассматриваемых продуктов оказался провитаминный концентрат. Именно он стал сырьем для получения новых видов продукции, таких как силбиол, концентрат полипренолов и других, что хоть и потребовало введения наукоемких методов, позволило существенно увеличить экономическую эффективность производства.

Но несмотря на существенный прогресс в эволюции данного вида переработки древесной зелени хвойных, по сей день остается открытым вопрос о совершенствовании производства. Этому способствуют как рост цен на сырье, то есть на древесную зелень, так и общемировой рост цен на энергоносители.

В связи с этим основными путями совершенствования данного вида производства является разработка технологий комплексной переработки древесной зелени со снижением энергозатрат и получением новых видов продукции[2].

Целью моего исследования является разработка принципиальной технологической схемы глубокой переработки древесной зелени, со снижением энергозатрат и получением новых продуктов. Для достижения поставленных целей было необходимо определить основные стадии технологической схемы глубокой экстракционной переработки древесной зелени и отработать технологические режимы основных стадий намеченной схемы.

В результате проведенной работы, на основании полученных на кафедре данных по химическому составу экстрактивных веществ, была разработана технологическая схема комплексной переработки отработанной, по известной технологии, древесной зелени сосны обыкновенной, включающая ряд стадий, таких как щелочная обработка, экстракции различными растворителями, а также промывку, сушку и размол проэкстрагированной древесной зелени с получением новых продуктов (рис.1).

Таблица 1.

Влияние расхода щелочи (г/100г абс. сух. сырья) на выход экстрактивных веществ и остатка, % от массы.

Расход щелочи, г/100г абс. сух. сырья Выход, % №п/п от абс.сух.сырью 2 3 4 5 Экстрактивных 1 веществ 12,84 12,93 13 13,09 13, 2 Остаток 78,45 61,17 60,05 53,34 55, В данном сообщении представлены материалы исследований по изучению влияния реагента на древесную зелень с получением экстрактивных веществ, влияние массы используемого реагента на рН получаемого раствора и выход одного из продуктов – сорбента таб.1.

Исследования показали, что увеличение в три раза расхода реагента на единицу древесной зелени – от 2 до 6 г/100г абс. сух. сырья приводит к увеличению выхода экстрактивных веществ примерно на 3-4% с одновременным увеличением рН раствора от слабощелочного рН=7,6 до рН=11.

Проанализировав полученные зависимости, характеризующие влияние расхода реагента на концентрацию органической части сухих веществ, рН получаемых растворов и выход препарата, был выбран оптимальный расход реагента, равный 3г/100г абс. сух. сырья. В пользу данного расхода было то, что в этих условиях рН получаемых растворов равен около 8,8, что является наиболее приемлемым значением, то есть дает возможность промыть отработанную древесную зелень в 2-3 ступени. Также в пользу данных условий свидетельствует и то, что выход сорбента из отработанной древесной зелени и его качество (сорбционная емкость, пористость) при этом расходе находятся на высоком уровне.

Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема глубокой переработки древесной зелени со снижением энергозатрат.

Древесная зелень Измельчение, экстракция бензином Продукты:

ХКП, ПК, БП, Проэкстрагированная древесная зелень Воск и т.д.

Экстракция полярным растворителем в РПА Раствор экстрактивных Отработанная веществ древесная зелень Экстракция Промывка петролейным эфиром водой Водный раствор Петролейно экстрактивных Высушивание и растворимый веществ измельчение экстракт Полярный Препарат Экстракция экстракт Полярными растворителями Водный остаток На основании полученного уравнения регресии (Y = 1,565 – 0,037Х1 – 0,002Х2) составленной математической модели было установлено, что максимальный выход органической части сухих веществ достигается при следующих параметрах процесса экстракции: расход реагента – 3г/100г абс. сух.

сырья, гидромодуль – 20, продолжительность обработки – 10 мин. В этих условиях был получен раствор с концентрацией органической части сухих веществ = 0,8-0,9% и выходом экстрактивных веществ около13%.

Таблица 2.

Влияние полярности экстрагента и количества ступеней экстракции на выход экстрактивных веществ, % от абс. сух. сырья.

Выход экстрактивных веществ, % от абс. сух. сырья Ступени экстракции Вид экстрагента 1 2 3 4 Смесь№1 0,06 0,14 0,2 0,26 0, Смесь№2 0,12 0,2 0,26 0,31 0, Смесь№3 0,16 0,24 0,35 0,4 0, Смесь№4 0,38 0,59 0,82 0,95 1, В таб.2 представлены данные по поиску оптимальных условий экстракции водно-щелочных растворов комбинированными растворителями с различным содержанием полярной части, от 10% до 40% с интервалом 10%.

По таб.2 видно, что при использовании смесей №1 и №2, содержащих соответственно 10 и 20% полярного компонента, они дают практически одинаковый выход веществ – 0,31% и 0,33% соответственно.

Исходя из полученных данных, можно сказать, что наиболее эффективной, с точки зрения извлечения веществ, является смесь №4, содержащая 40% полярного компонента, которая удаляет более чем в два раза больше веществ – 1,05 %, чем остальные.

Таблица 3.

Влияние фракционного состава сорбента на сорбцию метиленовой сини (МС) мг/г а.с.сорбента.

Наименование Сорбент из сосны показателя Фракция 0,125мм 0,125-0,25мм 0,25-0,50мм 0,50-1,00мм Количество сорбированной МС 102,56 93,05 86,20 78, мг/г а.с.с.

В табл.3 показаны данные по изучению влияния фракционного состава на сорбционные свойства получаемого сорбента. Из полученных данных можно сделать вывод, что при увеличении среднего размера частиц сорбента его сорбционные свойства падают. Также можно отметить, что сорбционная способность сорбента, полученного из древесной зелени сосны, значительно выше, чем у Полифепана, для которого она составляет 48-77,7 мг/г а.с.с.

На основании результатов проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Изучено влияние рН экстрагента на степень извлечения полярных экстрактивных веществ из древесной зелени – отхода ее переработки по существующей технологии в изготовленном специальном аппарате.

2. Подобран экстрагент и режим получения полярных экстрактивных веществ и сорбента.

Список используемой литературы:

1. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени – Л.

– 1981.

2. Анашенков С.Ю., Рощин В.И. Интенсификация процесса излечения экстрактивных веществ из древесной зелени. – Химия и технология растительных веществ – IV Всероссийская научная конференция - Сыктывкар 2006.

*** DEEP REPROCESSING OF THE SPRUCE GREEN BIOMASS.

Anashenkov S.Yu.

Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ. СЫКТЫВКАРСКИЙ ГИДРОЛИЗНЫЙ ЛИГНИН.

Загурский С.О.

В связи с сокращением запасов ископаемого сырья в последние годы во всем мире уделяется серьезное внимание вопросам химической переработке биомассы растительного сырья (в частности древесины). Одной из крупномасштабных химических отраслей переработке древесины является гидролизная промышленность. Одной из проблем сдерживающих дальнейшее развитие отрасли – является крупнотоннажный отход – технический гидролизный лигнин. Утилизация гидролизного лигнина является актуальной темой для развития гидролизной промышленности. Перспективы направления в утилизации связаны с заменой фенола модифицированным технических лигнинов в синтезе пластмасс и других производств использующих фенол.

Исследование лигнина проводим с выделением из него экстрактивных веществ, лигнина Классона, сопутствующих углеводородов и неорганической части. Далее все компоненты лигнина подвергаются анализу раздельно с целью изучения их свойств, а на основе их свойств найти применение этих веществ.

*** RENEWABLE RAW SOURCES. SIKTIVKARSKY HYDROLYSIS LIGNIN.

Zagurskiy S.O.

Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg Technical hydrolysis lignin is abundant waste of Hydrolytic Industry (30 -40% of starting materials).

Extractives of technical hydrolytic lignin is its significant part. It was elaborated new scheme of separation into fractions by means of solvents with different polarity: petroleum benzene, chloroform, acetone, methanol, water. Isolated fractions were analyzed by FTIR, also elemental analysis were carried out.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ И УСЛОВИЙ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА ОСВЕТЛЕНИЕ ГИДРОЛИЗАТА ПРИ ЕГО ПОДГОТОВКЕ К ГИДРИРОВАНИЮ В КСИЛИТ Кинд А.В., Выглазов В.В., Елкин В.А.

В настоящее время для России актуальна задача организации производства ксилита из березовой древесины.

Технологическая схема получения пищевого ксилита должна обеспечивать глубокую очистку полупродуктов производства, в частности, нейтрализованного гидролизата березовой древесины, с целью получения высококачественной товарной продукции [1].

Целью данной работы являлось исследование влияния различных флокулянтов и условий их применения на осветление нейтрализата при его подготовке к гидрированию. Разработка этого метода весьма актуальна в настоящее время, т.к. применение флокулянтов снижает расход высококачественных активированных углей на осветление пентозных гидролизатов, что является важнейшей задачей в технологии ксилита, т.к.

затраты на сорбционную очистку достигают в себестоимости сахарозаменителя 30-40%.

Исследовалось применение флокулянтов, для очистки гидролизатов от веществ коллоидной дисперсности. В качестве флокулянтов применяли катионные полиэлектролиты [2] марки Суперфлок (CYTEK, США) обладающие высокой молекулярной массой, которые могут иметь большой относительный заряд.

Для проведения флокуляционной очистки использовали пентозный гидролизат окоренной березовой древесины, полученный на стендовой установке СПб ГЛТА по следующему оптимальному режиму гидролиза:

температура - 140°С, гидромодуль - 4, концентрация H2SO4 - 1,0%, продолжительность процесса - 120 минут. Характеристика гидролизата рН 1,0, концентрация редуцирующих веществ - 4,0%, концентрация сухих веществ 6%.

Исходный гидролизат нейтрализовали известковым молоком до рH 3,0.

Полученный нейтрализат нагревали на водяной бане до 80оС и добавляли расчётное количество флокулянта при перемешивании. Обработку проводили в течении получаса. Образовавшийся в нейтрализате осадок отделяли фильтрацией на бумажном фильтре. После охлаждения в фильтрате измеряли оптическую плотность (D) на фотоэлектроколориметре Spektromom 410 [3].

По измеренной оптической плотности рассчитывали степень осветления по формуле:

=(Dисх-Dосв/Dисх)*100,% где: Dисх-оптическая плотность исходного нейтрализата.

Dосв-оптическая плотность осветлённого нейтрализата.

Исследовали влияние относительного заряда полиэлектролита, продолжительности обработки среды и расхода флокулянта на эффективность флокуляционной очистки.

В результате экспериментов выявлено, на примере образцов Суперфлока марки «С» с различной величиной относительного заряда полимера, что основной характеристикой, определяющей эффективность катионных флокулянтов являются величина их положительного заряда. Также на основе экспериментальных данных можно утверждать, что эффективность применения флокулянтов существенно зависит от расхода флокулянта. Оптимальный расход установленный экспериментальным путем составил 20 мг/л. Отклонение в расходе полимера в большую и в меньшую сторону приводят к резкому снижению эффективности флокуляции.

Таким образом, при очистке используемого в экспериментах гидролизата березовой древесины было уставлено, что наибольший эффект его осветления достигается при применении полиэлектролита Суперфлок «С 498» с расходом мг/л нейтрализата.

Литература:

1. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесн. пром ность, 1989.496с.

2. Баран А. А., Тесленко А. Я. Флокулянты в биотехнологии. Л.: Химия, 1990, 144с.

3. Авдашкевич С.В., Выглазов В. В. Кинд В. Б., Холькин Ю.И. Очистка древесных гидролизатов с применением композиции синтетических полимеров// Изв. Санкт Петербургской лесотехнической академии.

Вып.8 (166). СПб.: ЛТА, 2000. С. 112-119.

*** INVESTIGATION OF INFLUENCE OF DIFFERENT FLOCCULANTS AND CONDITIONS OF THEIR USE ON CLARIFICATION OF HYDROLYSATE DURING ITS PREPARING FOR HYDROGENATION TO XYLITOL Kind A.V., Viglazov V.V., Elkin V.A.

Saint-Petersburg state Forest technical academy, Saint-Petersburg In conventional technology of xylitol the production cost of sorbtion method takes about 30%.

Different flocculants were studied to reduce the color of pentose hydrolysate of birch wood for reduction of adsorbent consumption. It was established that the density of charge of polymer influence effectivity on decolorisation in a main part.

The most effective flocculant is Superfloc C-498, optimal concentration is 20 mg per l.

К ВОПРОСУ ПРОИЗВОДСТВА КАЧЕСТВЕННЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ БМД МЕТОДОМ ГАЗИФИКАЦИИ Колодяжный А.Н.* Ежегодное количество образующейся возобновляемой биомассы (БМ) по энергоемкости почти на порядок больше, чем потребляемые нефтепродукты. В настоящее время, в связи с Киотским протоколом, все промышленно развитые страны, в первую очередь ЕС, приняли решение сократить потребление минеральных топлив. Выброс парниковых газов (СО2) не должен нарушать баланс по повышению температуры окружающей среды и уменьшения вероятности кислотных дождей во всех регионах земного шара.

Одним из основных методов реализации таких программ по энергопотребностям (электро- и тепло-) является метод газификации органической массы возобновляемого сырья, который представлен на рисунке 1.

Биомасса дерева методы газогенерации аллотермические автотермические биологические характеристика слоя перерабатываемого сырья плотный слой псевдокипящий слой способы газификации прямой обращенный перекрестный только сырьё+ процесс процесс процесс сырьё инерт.

характеристика дутья воздушное;

паро-воздушное;

кислородное;

паро-кислородное водяной пар;

диоксид углерода;

регенеративное характеристика оборудования стационарное;

передвижное;

транспортное особенности: катализ, давление Рисунок 1. Классификация методов газогенерации биомассы дерева.

Работа выполнена под руководством профессора д.т.н. Пиялкина В.Н.

* Известно, что ряд стран, в первую очередь ЮАР, уже полностью отказались от нефти и нефтепродуктов. В связи с промышленным внедрением производства синтез-газа с получением моторных топлив для бензиновых, дизельных и реактивных двигателей по технологии Фишера-Тропша.

Современные методы газификации возобновляемого сырья, их аппаратурное оформление представлено на плакате 2.

Наибольшее распространение получили способы циркулирующим кипящим слоем.

Промышленная технология газификации в основном использует парокислородное дутье. Для получения оптимального соотношения оксида углерода (СО) и водорода (Н2) для производства качественного дизельного топлива (SunDiesel) с выходом до 30% от органической массы перерабатываемого сырья. В Евросоюзе также строится предприятие по переработке отходов БМД на 1 000 000 т по сырью в год с выпуском 300 тыс т дизельного топлива с цитановым числом до 18 и отсутствием механических примесей.

Рисунок 2. Обзор современных типов газогенераторов.

Можно считать, что переработка возобновляемой БМ и в первую очередь древесины наиболее целесообразна для производства качественных моторных топлив.

*** TO THE QUESTION OF MANUFACTURE OF HIGH-QUALITY ENGINE FUELS FROM WOOD BIOMASS BY GASIFICATION METHOD Kolodyazhny A.N.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg Literature overview of present gasification methods of renewable biomass for manufacture of high-quality engine fuels was made. Use of this method realises Kyoto protocol program.

ОБРАЗОВАНИЕ КИСЛОТНЫХ ДОЖДЕЙ И ИХ НЕБЛАГОПРИЯТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.

Кузьменко О.А.

Кислотный дождь (более точно кислотное осаждение) происходит, когда SO2 и NOx выделяются в атмосферу, подвергаясь химическим преобразованиям и поглощаясь водными капельками, конденсируются в облаках, из которых они попадают на землю в виде осадков. В кислотных дождях находится 80% SO2 и SO3, 15% NOх, 5% соединений хлора.

Кислотный цикл дождя начинается, когда диоксид серы и окиси азота попадают в атмосферу нашей Земли. Это поступление может протекать по множествам путей. Самые распространенные вкладчики – индустриальные заводы, другие включают сжигание угля, нефти, и других видов ископаемого топлива.

Обычный дождь имеет значение 5.6, в то время как кислотный около 4.3, что оказывает вредное влияние на окружающую среду.

Источники антропогенного поступления SO2 и NOx подразделяются на постоянные источники (электростанции, предприятия с большим стоком дыма), местные источники (жилое оборудование нагревания, небольшие предприятия), а так же различные источники, связанные с ростом транспорта (дорожного - в основном, грузовики и автомобили, внедорожного - тракторы, теплоходы, самолеты).

Природные источники SO2 и NOx представляют собой вулканы, морские брызги, планктоны, гниющая растительность, а так же молния.

Кислотное осаждение подразделяется на два вида: влажное и сухое осаждение. Влажное осаждение, когда кислые газы и частицы транспортируются на землю в виде осадков и сухое, при котором кислые газы и частицы оседают к Земле (на статуях, листьях и т.д.). Основным является влажное осаждение от 40 80%, сухое – от 20-60%.

Рассмотрим химические и физические процессы образования кислотного дождя. Химические реакции начинаются когда энергия солнечного света, в форме фотонов, поражает молекулы озона О3, что бы сформировать свободный кислород О2, так же свободно-радикальные атомы кислорода О.Атомы кислорода реагируют с водными молекулами (H2O), образуя отрицательные гидроксильные радикалы (HO). Эти гидроксильные радикалы ответственны за окисление диоксида серы и диоксида азота, который производит серную и азотную кислоту. Рассмотрим процесс образования серной кислоты: большая часть диоксида серы в атмосфере конвертирована к трёхокиси серы 2 SO2 + O2 = · 2 SO3, откуда · SO3 + H2O = H2SO Рассмотрим процесс образования азотной кислоты:

2NO + O2 = · 2NO азот реагирует с водой в атмосфере и образует азотную кислоту 3NO2 + H2O = · 2HNO3 + NO Больше всего окисления происходит в облаках, особенно в тяжело загрязненном воздухе, где другие составы типа аммиака и озона помогают катализировать реакцию, увеличивая количество диоксида серы, изменяющегося на серную кислоту. Не весь диоксид серы преобразован к серной кислоте, и это существенное количество, которое перемещается по атмосфере в различные области, и возвращается к земле как неконвертированный диоксид серы.

Есть и другие реакции окисления - это реакции разновидностей NxOy и окисления пероксид-радикалами. Но, каждая из этих реакций вносит незначительное влияние.

Пагубное воздействие кислотного дождя на окружающую среду очень велико. Он влияет:

на леса и почвы на озера и реки на живые организмы на здоровье людей на ухудшение видимости на строительные и лакокрасочные покрытия.

Рассмотрим неблагоприятное влияние кислотного дождя на леса и почвы.

Кислые дожди вымывают из почв питательные вещества, убивают бактерии и микроорганизмы, участвующие в процессе разложения, высвобождают алюминий, который попадает в корни деревьев. Такие элементы, как кальций и магний исчезают из кислых почв, а от их нехватки растения погибают. Так же в почве накапливается сера и азот, поэтому даже умеренный дождь вызывает большое повышение кислотности. Диоксид серы прямо повреждает зелень блокируя устьица на листьях и иголках, мешая фотосинтезу. Загрязнение атмосферы как бы поощряет вредную деятельность грибков и жуков – короедов, что приводит к гибели деревьев зимой.

Кислотные эффекты дождя на почву могут также причинить большие проблемы близлежащим рекам и озерам. Алюминий, вымытый из почвы, оказывает пагубное влияние на водную жизнь. Многие водные организмы имеют репродуктивные проблемы. Главными причинами смерти рыб являются:

нерегулярная концентрация натрия и хлора в плазме крови и "кислотный удар", т.е. резкое уменьшение уровня рН в воде.

Разберем влияние кислотных дождей на человека. Эффекты кислотного дождя раздражают дыхательную систему человека, наносят вред через окисленную воду и почву, на которой выращиваются продукты питания. Так же людям наносится материальный ущерб, в связи с тем, что эффекты кислотного дождя отрицательно сказываются на строительных материалах и лакокрасочных покрытиях.

Кислотный дождь - одна из главных проблем окружающей среды, которая затрагивает каждого. Он причиняет окисление озерам и рекам, наносит вред деревьям, почвам. Так же, ускоряет распад строительных материалов и красок, включая незаменимые здания, статуи, и скульптуры, которые являются частью национального культурного наследия. До падения к земле, диоксид серы (SO2) и окись азота (NOx)- газы, а так же их отдельные частицы-сульфаты и нитраты ухудшают видимость и наносят вред здоровью. Из всего этого следует, что необходимо жестко контролировать поступление SO2 и NOx, способствовать их уменьшению, что бы сохранить экосистему, которой и так уже нанесен огромный вред. Снижение угрозы тотальной экологической катастрофы можно обеспечить человечеством во взаимосвязи экологии, экономики, нравственности и политики, включая даже самую элементарную деятельность человека и предприятий.

*** EDUCATION OF ACID RAINS AND THEIR ADVERSE INFLUENCE ON AN ENVIRONMENT.

Kuz'menko O.A.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg Acid rain. Sulfur Dioxide and Nitrogen Oxide pollutants in the air form acidic compounds that can travel far distances before precipitating in the form of rain, snow, fog or dust particles. This process is what we commonly refer to as acid rain. When this acid is not neutralized, the effects on materials and the environment can be quite damaging. Effects include damage to soil, forests, wildlife, buildings, automotive coatings, and even human health. The complex process of acid rain is under constant scientific studies. These efforts to better understand the effects of acid rain are being made in an attempt to reduce the acid rain amount throughout. Research has also led to the development of new ideas solving this problem through increased government standards, alternate power sources, and education of acid rain effects.

СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ГИДРОЛИЗАТОВ БЕРЕЗОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ Куштысев А.В., Выглазов В. В.,Куницкая О. А.

В производстве ксилита из пентозансодержащего сырья большое значение имеет содержание примесей в гемицеллюлозных гидролизатах: чем их меньше, тем эффективнее и легче вести последующую очистку ксилозных и ксилитных растворов перед гидрированием и кристаллизацией.

В ксилитном производстве из 1 т абс. сухого сырья образуется около 20 кг коллоидных окрашенных веществ лигногуминового происхождения [1]. Перед нейтрализацией, или одновременно с ней, пентозный гидролизат осветляют коллактивитом до остаточной цветности 18-20 ед. Штаммера [1,2].

Низкое качество исходного пентозансодержащего сырья и нарушения в режиме гидролиза увеличивают расход угля.

Целью данной работы являлось сравнение эффективности очистки пентозного гидролизата различными активированными углями: коллактивитом [1] и углем марки А, установление влияния рH и продолжительности обработки на эффективность сорбционной очистки.

Для исследования использовали полученный на стендовой установке СПб ГЛТА пентозный гидролизат с рН 1,0;

концентрацией РВ- 4,0% и концентрацией сухих веществ-6%. Гидролизат имеющий рН 1,0 нейтрализовали известковым молоком до рН 3,0. Нейтрализат выдерживали при 80оС в течение получаса.

Затем отделяли осадок на воронке Бюхнера с бумажным фильтром для удаления из нейтрализата, образовавшихся кристаллов бигидрата сульфата кальция.

Полученный фильтрат, содержащий коллоидные примеси разделяли на 5 проб.

Образцы нейтрализата нагревали на водяной бане до 80оС и добавляли расчётное количество активированного угля с учетом его влажности. Обработку вели в течение получаса. После охлаждения в нейтрализате измеряли оптическую плотность (D), рассчитывали степень его осветления () по формуле: =(Dисх Dосв/Dисх) · 100,%, где Dисх-оптическая плотность исходного нейтрализата.

Dосв-оптическая плотность нейтрализата осветлённого углем.

В ходе эксперимента было установлено: что наиболее эффективно осветляет пентозный гидролизат – активированный уголь марки А при его расходе 20% к сухим веществам гидролизата и продолжительности обработки - 30 мин, в этих условиях достигает 90 %, что обеспечивает цветность очищенного нейтрализата ниже 18 ед. Штаммера. С повышением pH гидролизата с 1 до 3 эффективность его очистки углём снижается незначительно – (на 4-6%). Это позволит применять флокулянты для очистки нейтрализованного до рН 3 гидролизата, т.е.

перед его осветлением углём. Такая предварительная обработка нейтрализата даст возможность значительно сократить расход дорогостоящего сорбента на очистку гидролизных сред.

Литература:

1. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесн. пром-сть, 1989.496с.

2. Глазман Р.А., Наумова Л.И., Глазман Б.А., Куницин Е.Г., Филькина Т.Р., Хусаинова И.Н. Осветление пентозных гидролизатов ионитом ИА-1Ф// Гидролизн. и лесохим. пром-сть. 1971. №4. С. 5-6.

*** THE SORPTION CLEANING OF THE HEMICELLULOSYS HYDROLYZATES OF THE BIRCH WOOD Kustisev A. V., Viglazov V. V., Kunickaya O. A.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg By the purpose of this work was the comparison of effectiveness in cleaning pentose hydrolyzate different activated carbon by collectivit and by coal of brand A, the establishment of the optimum expenditure of the sorbent and the duration of processing on the effectiveness of sorption cleaning. In the course of experiment it was established: what most effectively clarifies pentose hydrolyzate - the activated carbon of brand A with its expenditure of 20% to the dry matter of hydrolyzate and duration of working - 30 min.

СОСТАВ ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ PICEA ABIES Лямина П.А.

Современная лесоперерабатывающая промышленность предъявляет самые жесткие требования к любой используемой технологии, стремясь к максимальному экономическому эффекту. При этом производство должно быть экономически целесообразным и с минимальными загрязнениями окружающей среды.

Все более актуальным становится использование природного растительного сырья, для получения продукции лечебно-профилактического назначения.

Известно, что древесная зелень содержит самые разнообразные биологически активные вещества.

В настоящее время древесная зелень ели европейской является одним из источников сырья для лесохимических производств, с целью ее дальнейшей переработки для получения различных биологически активных веществ.

По современным требованиям GMP (Good Medical Products) должен быть точно известен химический состав препаратов медицинского назначения и растительного сырья, из которого они получены.

Исходя из актуальности данной темы, целью моей работы являлось изучение состава индивидуальных соединений, извлекаемых петролейным эфиром из древесной зелени ели европейской. Для достижения поставленных целей необходимо было решить несколько следующих задач:

Подобрать принципиальную схему определения группового состава экстракта из древесной зелени;

Определить качественный состав индивидуальных соединений основных групп экстрактивных веществ: смоляные кислоты, высшие жирные кислоты, неомыляемые вещества.

Решение поставленных задач осуществлялось следующим образом.

Древесную зелень отбирали в цехе Лисинского учебно-опытного лесхоза перед измельчением. Экстрагировали петролейным эфиром в аппарате Сокслета.

После отгонки растворителя экстракт растворяли в диэтиловом эфире и промывали водным раствором щелочи. Из водно-щелочного слоя после подкисления и экстракции диэтиловым эфиром выделяли фракцию «свободных»

кислот, из которых при метилировании по методу Твитчеля получали фракцию метиловых эфиров «свободных» высших жирных кислот и фракцию смоляных кислот. В эфирном слое остаются нейтральные вещества. Для отделения «связанных» кислот в виде сложных эфиров нейтральные вещества обрабатывали спиртовым раствором щелочи и кипятили в течении 30 минут. Из спирто-щелочного раствора солей «связанных» кислот и неомыляемых веществ последние экстрагировали диэтиловым эфиром. Остаток подкисляли до pH=1 и выделившиеся кислоты также экстрагировали диэтиловым эфиром. Из результатов разделения экстрактивных веществ растворимых в петролейном эфире на группы соединений следует, что содержание нейтральных веществ и «свободных» кислот практически одинаково 54% и 46% соответственно, содержание смоляных кислот в последней фракции составляет 20%, высших жирных кислот (ВЖК) – 26%. Во фракции нейтральные вещества содержится около 41% неомыляемых веществ и 13% «связанных» ВЖК.

Состав индивидуальных соединений устанавливали методом хроматомасс спектрометрии. Сравнение состава и содержания индивидуальных соединений из фракций «свободных» и «связанных» ВЖК показало, что состав индивидуальных соединений близок.. Содержание кислот С18, линолевой и олеиновой, входящих в состав витамина F, составляет около 40% от массы ВЖК.

Также высоко содержание бегеновой и лигноцериновой кислот. Фракцию смоляных кислот метилировали диазометаном и также анализировали с помощью хроматомасс-спектрометрии. Наибольшее содержание имеет дегидроабиетиновая кислота около 70% от суммы смоляных кислот. В составе неомыляемых веществ идентифицированы соединения принадлежащие к различным классам: алифатические спирты (основные компоненты эйкозанол и нонакозанол-10) около 40% (здесь и далее от суммы неомыляемых веществ);

дитерпеновые спирты (изоцемброл, цис-абиенол, дегидроабиетинол – около 30%. Дитерпеновые альдегиды (абиетиналь и дегидроабиетиналь), природные метиловые эфиры изопимаровой, абиетиновой и дегидроабиетиновой кислот содержащихся в значительно меньшем количестве.

Выводы:

разработана принципиальная схема разделения экстрактивных веществ растворимых в петролейном эфире из древесной зелени ели европейской, основанная на выделении «свободных» и «связанных»

ВЖК, смоляных кислот и неомыляемых веществ. Схема может быть использована в качестве экспресс метода при анализе индивидуальных соединений фракций;

определено количественное содержание и качественный состав индивидуальных соединений основных групп экстрактивных веществ растворимых в петролейном эфире: содержание «свободных» и «связанных» ВЖК составляет 2:1. доля смоляных кислот – около 20%, а неомыляемых веществ около 40% от массы экстрактивных веществ.

Список используемой литературы:

1. Ягодин В. И. Основы химии и технологии древесной зелени. Л. 2. Рощин В. И. Состав, строение и биологическая активность терпеноидов из древесной зелени хвойных растений. Автореферат диссертации на соиск. учен.

степени д. х. н. СПб, 1995г 3. Н. Беккер, В. Бергер «Органикум» т. 2 М. 4. Фелеке А. Сисай Фенольные соединения древесной зелени ели европейской.

Диссертация на соиск. учен. степени к. х. н. СПб 1998г 5. Полякова А. А. Хмельницкий Р. А. Масс-спектрометрия в органической химии Л. *** THE COMPOSITION OF THE EXTRACTIVE SUBSTANCES OF GREEN WOOD THEY ATE WITH THE EUROPEAN PICEA (PICEA ABIES) Lyamina P A.

Saint-Petersburg Forest Technical Academy, Saint-Petersburg Is developed the circuit of separation of the extractive substances of those dissolved in the petroleum ether from the green wood they ate with European, based on the isolation of different fractions. The quantitative content and the qualitative composition of individual compounds of the basic groups of the extractive substances of those dissolved in the petroleum ether is determined: the content of "free" and "connected" high fatty acid composes 26% and 13% respectively, the portion of resinic acids - of about 20%, and unsaponifiable substances of about 40% of the mass of extractive substances.

ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ Матюхин А.А., Шелоумов А.В., Леонович А.А.

Основная часть ДСП и MDF в нашей стране вырабатываются на основе карбамидоформальдегидной смолы (КФС). Физико-химические показатели карбамидных связующих в значительной степени определяют качество изготовленных на их основе древесных плит. Производительность процесса изготовления древесных плит связана с эффективностью использования прессов как составляющих примерно половину стоимости всего оборудования.

Решающее значение в возможности сокращения времени прессования плит имеют интенсивность процессов тепло- и массопереноса и скорость отверждения КФС. Для ускорения прогрева среднего слоя ДСП во время прессования проводится модифицирование КФС введением добавок повышенной теплопроводности [1]. Так, например, различные тонкодисперсные модификаторы для КФС на основе оксидов и гидроксидов алюминия позволяют интенсифицировать теплопередачу в процессе отверждения связующего и сократить время прессования ДСП [2]. В данной работе в качестве добавки для ускорения отверждения смолы применяли модификатор на основе металлического алюминия, который обладает высокой теплопроводностью.

Для проверки возможности модифицирования карбамидного связующего использовали КФС марки КФ-МТ-15 ОАО «Акрон», г. Новгород (ТУ 6-06-12– 88) и алюминийсодержащий модификатор (Al-М). При изучении отверждения КФС применяли хлорид аммония (ГОСТ 3773–72). Определение плотности, условной вязкости, жизнеспособности ж и времени отверждения о проводили по ГОСТ 14231–88.

Для того, чтобы выяснить, как Al-М влияет на плотность и вязкость раствора КФС, в растворы смолы различной концентрации вводили Al-М с расходом от массы сухой смолы Q = 3 %. Плотность и вязкость полученных композиций соотносили с соответствующими показателями для растворов исходной КФС с концентрациями, равными массовым долям сухих веществ M в растворах модифицированной смолы (табл. 1). Плотность раствора исходной КФС линейно зависит от его концентрации. Плотность раствора модифицированной смолы возрастает с увеличением М от 50 до 60…61 мас. %, после чего начинает снижаться. В интервале М от 50 до 57 мас. % наличие Al-М в составе КФС практически не влияет на плотность раствора. При увеличении М более 57 мас. % замена части смолы на Al-М приводит к резкому снижению плотности раствора КФС.

Условная вязкость раствора исходной смолы экспоненциально зависит от его концентрации. Вязкость раствора модифицированной КФС характеризуется аналогичной зависимостью от М. В интервале М от 50 до 57 мас. % присутствие Al-М в составе смолы не оказывает влияния на вязкость раствора. По мере увеличения М более 57 мас. % частичная замена КФС на Al-М вызывает все более значительное повышение вязкости раствора модифицированной смолы по сравнению с исходной.

Для того, чтобы выяснить, происходит ли структурирование олигомерных молекул смолы вокруг частиц Al-М, определяли условную вязкость 55 %-ных растворов КФС, содержащих Al-М с расходом 0…5 %. Результаты определения вязкости 55 %-ных растворов КФС с различным содержанием Al-М представлены в табл. 2. При доле Al-М в 55 %-ном растворе смолы до 0,4 об.

% Al-М образует в данной среде раствор, вязкость которого подчиняется уравнению Эйнштейна [3]. Если доля Al-М в растворе смолы превышает 0,4 об.

%, то вязкость раствора становится выше расчетной. При данных расходах Al-М олигомерные молекулы КФС структурируются вокруг его частиц.

Образовавшиеся ассоциаты взаимодействуют между собой, что и вызывает увеличение вязкости смолы.

Для того, чтобы выяснить, как Al-М влияет на процесс отверждения КФС, определяли время отверждения 55 %-ных растворов смолы, содержащих Al-М в количестве от 0 до 1,1 об. % (табл. 3). Время отверждения модифицированного связующего экстремально зависит от количества введенного Al-М и при его содержании 0,45 об. % достигает минимального значения 72 с, что на 10 с меньше данного показателя для исходной смолы. По-видимому, при данном расходе Al-М максимально усиливает теплопередачу и, соответственно, ускоряет процесс отверждения КФС. При повышении расхода Al-М он начинает механически препятствовать отверждению смолы.

С целью дальнейшего исследования процесса отверждения КФС в присутствии Al-М определяли жизнеспособность 55 %-ных растворов смолы, содержащих Al-М в количестве 0,45 и 1 об. %, в сравнении с исходной смолой (табл. 4). Жизнеспособность исходной и модифицированной КФС определяли при температурах Т от 20 до 90 оС с интервалом 10 оС. В таблице также приведены значения о смолы при Т = 100 оС. Определение ж при Т = 20… оС проводили в сушильном шкафу с вентиляцией на навесках массой 30 г, при Т = 50…90 оС – по методике определения о. Введение Al-М в 55 %-ный раствор КФС в количестве до 1 об. % не оказывает влияния на жизнеспособность связующего при Т = 20 оС, а в условиях хранения до прессования плит (30… оС) увеличивает его жизнеспособность.

Таблица 1 – Состав и физико- Таблица 2 – Вязкость растворов химические свойства растворов КФС модифицированной КФС M, мас. %,, QAl-M, MAl-M,, расч, факт,, кг/м3 % мас. об.% с с КФС Al-M всего с с % 48,5 1,5 50,0 1185 14,3 0 0 0 – 17,5 ± 0,1 – 50,0 0 50,0 1182 15,1 0,5 0,27 0,12 17,6 17,4 ± 0,1 0, 54,1 1,6 55,7 1204 18, 1,0 0,55 0,25 17,6 17,7 ± 0,2 0, 55,7 0 55,7 1206 17, 1,5 0,82 0,37 17,7 17,8 ± 0,2 0, 58,3 1,7 60,0 1222 26, 2,0 1,09 0,49 17,7 18,3 ± 0,3 0, 60,0 0 60,0 1226 23, 3,0 1,62 0,73 17,8 18,2 ± 0,3 0, 62,1 1,9 64,0 1212 36, 4,0 2,15 0,97 17,9 19,3 ± 0,7 1, 64,0 0 64,0 1245 33, 5,0 2,68 1,21 18,0 20,3 ± 0,2 2, 66,3 2,0 68,3 1199 82, 68,3 0 68,3 1265 61, Таблица 3 Таблица Время отверждения Жизнеспособность модифицированной КФС модифицированной КФС (мин) при различных температурах Т, оС, об. QAl-M, о, с ж, при, об. % % 0 0 81,2 ± 0,4 0 0,45 1, 0,10 0,41 79,6 ± 1,6 0 900 900 0,20 0,82 77,1 ± 2,4 30 385 400 0,30 1,23 72,8 ± 3,1 40 180 190 0,45 1,84 72,0 ± 1,1 50 52,7 54,8 56, 0,60 2,46 74,0 ± 1,4 60 15,6 16,2 17, 0,80 3,29 79,7 ± 1,6 70 7,15 6,28 7, 1,00 4,12 81,5 ± 4,2 80 3,13 3,22 3, 1,10 4,54 84,8 ± 1,0 90 1,78 1,92 1, По результатам определения ж исходной и модифицированных КФС в интервале Т = 20…100 оС строили зависимости скорости отверждения смолы от температуры в полулогарифмических координатах lg (1/) – 1/T. Полученные зависимости имеют вид S-образных кривых. По методике [4] рассчитали значения энергии активации Е реакции отверждения для 55 %-ных растворов КФС, содержащих различное количество Al-М.

, об. % 0 0,45 1,00 2, Е, кДж/моль 109,4 ± 2,0 112,8 ± 2,2 103,1 ± 1,8 82,4 ± 1, Данные по энергии активации отверждения КФС в присутствии Al-M подтверждают результаты определения о модифицированной смолы (см. табл.

3). Максимальное значение Е наблюдается при содержании Al-M в 55 %-ном растворе КФС в количестве 0,4 об. %, что соответствует максимальной скорости отверждения связующего.

Литература:

1. Леонович А.А. Технология древесных плит: прогрессивные решения: Учеб.

пособие. – СПб.: Химиздат, 2005. – 208 с.

2. Леонович А.А., Бутузов А.С. Производственный опыт использования карбамидных связующих с алюминийсодержащим модификатором // Древесные плиты: теория и практика / Под ред. А.А. Леоновича: Восьмая Междунар. науч.-практ. конф., 23-24 марта 2005 г. – СПб., 2005. – С. 19–23.

3. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров.

– М.: Изд-во Моск. ун-та, 1960. – 175 с.

4. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики: Учебник для хим.

фак. ун-тов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1974. – 400 с.

*** THE INFLUENCE OF ALUMINIUM-CONTAINING MODIFIER BY PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF UREA-FORMALDEHYDE RESIN Matyukhin A.A., Sheloumov A.V., Leonovich A.A.

Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg The influence of the aluminium-containing modifier on density and viscosity of urea-formaldehyde resin solution is studied. It has been studied resin condensation at various quantity of the modifier and temperature.

The energy of activation to condensation process has been calculated also.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНГИБИТОРОВ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШТАММОВ ДРОЖЖЕЙ В СПИРТОВОМ И ДРОЖЖЕВОМ ПРОИЗВОДСТВАХ Михайлова Е.В., Куницкая О.А., Елкин В.А.

Этанол, полученный из растительных материалов, может рассматриваться как хорошая альтернатива традиционным источникам энергии. Главными достоинствами при его производстве являются низкая себестоимость и широкая доступность растительных материалов.

Гидролиз растительного сырья – наиболее перспективный метод химической переработки древесины, так как в сочетании с биотехнологическими процессами позволяет получать кормовые и пищевые продукты, биологически активные и лекарственные препараты, мономеры и синтетические смолы, топливо для двигателей внутреннего сгорания и разнообразные продукты для технических целей.

Однако необходимо отметить, что образующиеся при гидролизе растительных материалов моносахариды подвергаются сложным многоступенчатым превращениям, которые обычно называют распадом сахаров.

Эти реакции приводят к снижению выхода сахаров и к образованию ингибиторов биохимических процессов.

Все ингибиторы биохимических процессов, присутствующие в гидролизатах лигноцеллюлозного материала, условно разделяют на 3 группы:

слабые кислоты (муравьиная, левулиновая), фурановые производные (фурфурол, гидроксиметилфурфурол) и фенольные соединения (2).

Процесс ферментации гидролизатов может быть улучшен несколькими путями, например, с помощью методов химической и физической детоксификации. Кроме того, возможно использование генетически модифицированных микроорганизмов, способных функционировать как продуценты даже при высоких концентрациях ингибиторов. Во всех этих случаях необходимо хорошо понимать механизмы воздействия ингибиторов на клетки-продуценты, рассматривая их прежде всего как популяцию.

В работе нами был использован новый метод оценки популяции – по наличию в ней кислородного стресса, который возникает при накоплении в клетках избыточного количества активных форм кислорода (АФК) (4).

Первичным источником АФК в клетке является выход электрона из дыхательной цепи в момент восстановления молекулярного кислорода в воду с образованием супероксид аниона О2·--. Также к образованию О2·--приводят микросомальный метаболизм и дыхательный взрыв, производимый фагоцитами для уничтожения бактерий. Н2О2 получается в клетках после распада О2·--, который катализируется супероксид дисмутазами, и после -окисления жирных кислот в пероксисомах. Ни Н2О2, ни О2· -- не являются сильно реакционно способными частицами. Намного более опасно для клетки образование активного гидроксильного радикала ОН, который реагирует с большинством клеточных компонентов. В реакции образования·ОН (реакции Фентона) участвуют восстановленные ионы металлов, таких как Fe2+, которые в процессе реакции окисляются. Ситуация осложняется присутствием О2·--, который восстанавливает Fe3+ в Fe2+, чем катализирует образование ·ОН (4).

Большинство вторичных АФК и другие радикалы образуются из реакций первичных АФК с клеточными компонентами. ·ОН повреждает белки, приводя к сшивкам, фрагментации и окислению аминокислотных остатков, особенно сильно влияя на ароматические боковые цепи и цистеин. Образующиеся гидропероксиды белков химически активны и доступны свободным радикалам, что ведет к их дальнейшим модификациям и развертыванию. Из поврежденных аминокислот образуются гидроксилированные производные, а из ароматических остатков могут возникать феноксильные радикалы (4).

В случаях, когда концентрация АФК не превышает критическую, клетки могут адаптироваться к АФК и запустить механизм репарации. В случаях, когда концентрация АФК превышает определенный уровень, и адаптация становится невозможной, в клетке запускается программированная клеточная гибель.

В данной работе провели оценку развития кислородного стресса при воздействии ряда ингибиторов ферментационных процессов. Развитие кислородного стресса определяли путем воздействия на промышленный штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae У-1334 таких ингибиторов ферментационных процессов, как уксусная кислота, фурфурол и 4-гидроксибензойная кислота. Для проведения эксперимента использовали модельные смеси полной жидкой питательной среды (глюкоза – ;

пептон - ;

дрожжевой экстракт - ) и выбранных веществ, концентрации которых изменяли в пределах от 0,001 до 0,7 %. Клетки выдерживали в модельных смесях в течение 12 часов.

Наличие кислородного стресса определяли путем отбора проб и окрашивания их флюоресцентным красителем дихлордигидрофлюоресцеин диацетатом (ДХГФДА). Окрашивание клетки свидетельствовало о наличии в ней кислородного стресса. Результаты опытов представлены в таблицах 1, 2 и 3.

Таблица Доля клеток, получивших кислородный стресс (окрасившихся ДХГФДА) в популяции штамма У – 1334 (в %) при воздействии фурфурола Концентрация Время отбора пробы после начала эксперимента, фурфурола,% часы 2 5 8 0 1,57±0,5 1,70±0,56 1,83±0,74 1,97±0, 0,005 1,64±0,26 1,67±0,25 1,74±0,56 1,54±0, 0,05 1,90±0,26 2,37±0,5 2,33±0,68 2,80±0, 0,1 3,63±0,85 3,43±0,85 3,30±0,53 3,73±0, 0,3 3,87±0,59 3,50±1,21 3,60±0,46 4,03±0, 0,5 3,30±1,8 3,13±0,12 3,37±0,7 3,77±1, 0,7 5,40±0,52 5,57±0,4 5,60±0,35 5,67±0, Таблица Доля клеток, получивших кислородный стресс (окрасившихся ДХГФДА) в популяции штамма У – 1334 (в %) при воздействии уксусной кислоты Время отбора пробы, часы Концентрация 2 5 8 CH3COOH,% 0 1,8±0,38 1,9±0,29 2,3±0,15 2,1±0, 0,03 5,13±0,67 5,67±0,84 5,50±0,4 5,23±0, 0,06 5,83±0,51 5,83±0,25 5,77±0,67 5,97±0, 0,09 6,50±0,52 7,03±0,25 6,63±0,42 6,60±0, 0,12 5,87±0,25 6,03±0,15 5,97±0,85 6,03±0, Таблица Доля клеток, получивших кислородный стресс (окрасившихся ДХГФДА) в популяции штамма У – 1334 (в %) при воздействии 4-гидроксибензойной кислоты Время отбора пробы, часы Концентрация 2 5 8 4 гидроксибензо йной кислоты, % 0 2,50±0,23 2,27±0,27 2,00±1,2 2,08±0, 0,001 2,13±0,28 1,80±0,32 2,20±0,95 2,00±0, 0,01 0,87±0,09 0,97±0,08 1,47±0,1 1,05±0, Из полученных данных видно, что ни одно из данных соединений в заданных концентрациях не вызывает кислородный стресс в популяции промышленного штамма Saccharomyces cerevisiae У-1334, поскольку доля клеток, получивших кислородный стресс, ни в одном опыте не превышает 10% и почти не меняется со временем. В дальнейшем планируется провести оценку кислородного стресса популяции, выращиваемой в ферментаторах на средах, полученых из гидролизатов древесины.

Список литературы:

1. Холькин Ю. И. Технология гидролизных производств. Учебник для ВУЗов. – М.: Лесная промышленность, 1989. – 496 с.

2. Palmqvist E., Hahn-Hagerdal B. Fermentation of lignocellulosic hydrolysates. II:

inhibitors and mechanisms of inhibition//Bioresource technology. – 2000. - V.74. – P.25-33.

3. Talebnia F., Taherzadeh M. In situ detoxificationand continious cultivation of delute-acid hydrolyzate to ethanol by encapsulated S. cerevisiae// Journal of biotechnology. – 2006.

4. Temple M., Perrone G., Dawes I. Complex cellular response to reactive oxygen species// Trends in Cell Biology. - 2005. - Vol. 15. - P. 319-326.

Работа поддержана грантом правительства Санкт-Петербурга.

*** INVESTIGATION OF INHIBITORS INFLUENCE ON THE VITALITY OF YEAST CULTURES IN ETHANOL AND YEAST INDUSTRY Mihaylova E.V., Kunitskaya O.A., Yolkin V.A.

Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg ПРИМЕНЕНИЕ АКЦЕПТОРОВ ФОРМАЛЬДЕГИДА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕТОКСИЧНЫХ ПЛИТ.

Нгуен Тхи Минь Фыонг, И.А. Гамова Древесноволокнистые плиты средней плотности (ДВП-СП), известные в мире под аббревиатурой МDF (Medium Density Fiberboards), по своим физико механическим показателям не уступают цельной древесине и успешно заменяют ее. Они имеют мелкодисперсную структуру по всему сечению, легко поддаются механической обработке и различным видам отделки, хорошо удерживают фурнитуру.

При изготовлении ДВП-СП используются, как правило, карбамидоформальдегидные смолы (КФС). В обозримом будущем, очевидно, замены КФС, которая является сравнительно дешевым и быстро отверждаемым олигомером, не предвидится. Проблема выделения формальдегида из плит, изготовляемых с использованием КФС, до настоящего времени остается актуальной, хотя накоплен значительный опыт по синтезу новых марок смол и применению акцепторов формальдегида.

Для решения задачи получения ДВП-СП, не выделяющих формальдегид, были использованы аддукты, получаемые при взаимодействии растворимого в воде полимера поливинилового спирта (ПВС), и карбамида. Они реагируют с компонентами древесного волокна (ДВ), участвуют в межволоконном взаимодействии, переходят в условиях получения плит в водонерастворимое состояние и при этом связывают формальдегид. Мы модифицировали ДВ разработанными модификаторами, что позволило сократить расход КФС и снизить эмиссию из плит формальдегида. Основные свойства ДВП СП зависят от количества введенного модификатора, его состава, а также расхода КФС.

Предложенное модифицирование позволяет сократить расход КФС на 30%, при этом эмиссия формальдегида снижается в 3…6 раз [1].

При получении ДВП СП не предусматривается технологическая операция термообработки, которая присутствует на всех производствах плит, изготовляемых мокрым методом. Между тем, большое количество работ, посвященное химическим преобразованиям компонентов древесины и полимерного связующего вещества при термообработке древесных композиционных материалов, свидетельствует об эффективности этой операции.

При этом отмечается значительное снижение набухание (в 2…2,5 раза), а также токсичности в результате снижения количества диметиленэфирных групп и образования метиленовых [2,3].

Мы провели термообработку плит при температуре 150…170°С в течение часа (табл.1). Установили, что эмиссия формальдегида при этом уменьшается вдвое в сравнении с контрольным образцом, и с увеличением температуры термообработки улучшается гидрофобность плит.

Таблица Влияние термообработки на свойства ДВП СП Т, С CH2O изг, МПа S, % W, % мг/100г плиты Контроль 52,1 6,6 8,0 33, 150 57,5 5,7 7,3 17, 160 57,3 5,0 6,9 16, 170 49,1 5,8 9,2 15, При использовании такого теплового воздействия особенно эффективной оказалась обработка поверхности плиты предложенными водорастворимыми модификаторами в количестве 1,5…5,0 % в расчете на сухие вещества. Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что модифицирование поверхности плит перед их термообработкой значительно снижает эмиссию формальдегида и переводит их в класс Е –0.

Таблица Влияние модифицирования на свойства ДВП СП Вид Количество CH2O, изг, МПа S, % W, % модификатора модификатора мг/100г мас. доля % сух. плит Контроль 50,9 9,7 15,3 34, Карбамид 3,5 38,2 8,4 12,4 4, ПВС 1,5 52,8 7,6 11,0 5, ПВС К 1,5 :5* 48,0 7,8 11,0 3, ПВС К 1,5 :5** 41,4 7,9 13,2 0, Примечание:* Термообработка при 160 0С;

** Термообработка при 170 0С.

Таким образом, исследованный способ использования в качестве акцепторов формальдегида ПВС и карбамида, а также продуктов их взаимодействия позволяет изготовлять нетоксичные ДВП СП.

Литература:

1. И.А. Гамова, С.Д. Каменков. Древесноволокнистые плиты средней плотности (MDF) без формальдегида.// Между. нар.. форум «Лесопромыш. комплекс России на рубеже XXI /. Тезисы докладов. - С – Петербург, 1999. с.

2. А.А. Эльберт. Химическая технология древесностружечных плит. - М.:

Лесн. пром.-1984.- с.144.

3. П.А. Агеев, В.П. Ефимов, А.А. Багаев. Исследование влияния процесса термообработки на санитарно- гигиенические свойства ДВП средней плотности. //Древесные плиты: теория и практика / Восьмая междунар.

науч – практ. конф. С.-Петербург, 23-24 марта 2005. – с.51.

*** APPLICATION OF ACCEPTORS OF FORMALDEHYDE FOR REDUCTION IN THE TOXICITY OF THE MDF.

Nguyen Thi Minh Phuong, Y.A. Gamova.

Saint-Petersburg state forest technical academy, Saint-Petersburg With the use of urea-formaldehyde resin for the production MDF, as a rule are always separated toxic substances, including formaldehyde. For the binding of formaldehyde were used the acceptors of polyvinyl alcohol, carbamide, and also their mixture.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ГИДРОЛИЗНЫЙ ЛИГНИН И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Немешев Р. М.

Важнейшим видом растительного сырья, используемого для химической переработки, является биомасса дерева, формирующая лесные биоценозы. Дре весина является возобновляемым сырьём, поэтому при рациональном её ис пользовании и соблюдения экологических норм, запас данного вида сырья не исчерпаем.

Технический гидролизный лигнин - крупнотоннажный отход гидролизной промышленности является обременительным и экологически вредным ма териалом. Лигнин вывозится в отвалы, где его скопилось более 15 млн. тонн.

В настоящее время технический гидролизный лигнин используется не значительно. Однако, как показали многолетние исследования и промышленные испытания, проведенные целым рядом научно-исследовательских, учебных и промышленных предприятий, из гидролизного лигнина можно получать ценные виды промышленной продукции.

Существует множество способов применения лигнина, но одним из путей перспективных путей применения является использование лигнина как частичного заменителя фенола в производстве пластиков и фенолформальдегидных смол.

*** TECHNICAL HYDROLYSIS LIGNIN AND PERSPECTIVES OF ITS USE Nemeshev R.M.

Saint-Petersburg State Forest Technical Academy, Saint-Petersburg Chemical composition of extractives of technical hydrolytic lignin of Tavdinskiy Plant was carried out. The yield of the extractives were 20 %. It was determined by means of GC/MS that major components of the extractives are resin and high molecular aliphatic acids, terpenes and low-molecular products of carbohydrates hydrolysis.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ПРОЦЕСС СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Ориничева О.В., Слюняев В.П.

Процесс получения этанола зависит от множества факторов: концентрации источников углеродного и минерального питания, вида биологического агента активной кислотности среды, окислительно-восстановительного потенциала и ряда других факторов. Обеспечить точный контроль и регулирование всех факторов практически невозможно, что оказывает влияние на эффективность процесса спиртового брожения и выход этанола. Возникает проблема поиска нового комплексного показателя, учитывающего влияние множества факторов на процесс образования этанола.

Таким показателем может быть показатель аэробности среды rH2, который зависит от Eh и pH :

Eh rH 2 = + 2 pH 0. Степень аэробности среды меняется в пределах 041,2.

Цель данного эксперимента: изучить изменения физико-химических показателей Eh, pH, кинетические закономерности процесса спиртового брожения в условиях, приближенных к условиям переработки крахмалсодержащего сырья и меласса (СРВ=10—15%) с целью использования этих показателей для контроля и регулирования процесса спиртового брожения.

В качестве объекта исследования был выбран модельный субстрат с концентрацией глюкозы 8,8%;



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 










 
© 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.