«Целлюлозно-бумажное производство Вологодской области. Сокольский цбк» (стр. 3 из 8)
7. Цех по производству изоляционных плит (переработка отходов после сортировки древесной массы и отходов древесного производства).
8. Цех по производству твердых древесно-волокнистых плит.
9. Бумфабрика №2 (пробная работа).
5.2. Вспомогательные цехи и службы:
1. ТЭС.
2. Электроремонтный цех.
3. Служба КИПиА.
4. Ремонтно-строительный цех.
5. Механический цех.
6. Строительно-монтажный цех.
7. Транспортный цех (железнодорожный и автотранспортный).
8. Цех очистки промышленных стоков.
9. Центральная заводская лаборатория и отдел технического контроля.
10. Проектно-конструкторский отдел.
11. Отдел капитального строительства.
6. Краткий очерк химического состава древесины.
Древесина — это продукт биологического, а именно растительного происхождения. Она представляет собой очень сложный комплекс, как в анатомическом, так и в химическом отношении. Древесина, как любой биологический организм, состоит из клеток. Клеточные стенки примерно на 99% состоят из органических соединений, которые можно подразделить на углеводы, ароматические и так называемые экстрактивные вещества. Последние не являются составной частью клеточной стенки, а могут лишь ее пропитывать. В основном же экстрактивные вещества обычно содержатся в полостях клеток. Свое название эти компоненты древесины получили потому, что их можно извлекать (экстрагировать) из древесины нейтральными растворителями. Углеводная часть древесины состоит из различных полисахаридов, которые могут гидролизоваться кислотами. В хвойной древесине она составляет около 70%, в лиственной — около 80 %. В углеводную часть входят целлюлоза – полисахарид, который является основным компонентом древесины, и нецеллюлозные полисахариды — гемицеллюлозы. Всю углеводную часть в целом называют холоцеллюлозой. Ее можно выделить из древесины обработкой окислителями. При этом вещества ароматического характера переходят в растворимые продукты, а в остатке получается волокнистый материал — холоцеллюлоза. Углеводную часть, в свою очередь, можно подразделить на трудногидролизуемую и легкогидролизуемую части. Трудногидролизуемым веществом является целлюлоза, она гидролизуётся лишь при действии концентрированных кислот (например, 72%-и H2SO4). При ее гидролизе получается D-глюкоза. Легкогидролизуемые вещества — это гемицеллюлозы. Они гидролизуются при действии разбавленных кислот (например, 2—5% НСl или H2SO4). Продуктами гидролиза являются различные моносахариды — пентозы и гексозы. Однако это подразделение в известной степени условно. Не вся целлюлоза целиком трудно гидролизуется, часть ее гидролизуется легко, т. е. при действии разбавленных кислот. И, наоборот, некоторая часть гемицеллюлоз оказывается трудногидролизуемой. Эта часть гидролизуется только совместно, с целлюлозой, при действии концентрированных кислот. Такое различие в поведении обусловлено не химическим строением, а особенностями надмолекулярной структуры целлюлозы и гемицеллюлоз.
К веществам ароматической природы относится лигнин. Эта часть древесины является негидролизуемой. Она получается в остатке после обработки древесины концентрированной кислотой. Однако отдельные органические соединения очень трудно получить в чистом виде, так как они, как правило, изменяются при выделении. Химический состав различных древесин существенно колеблется. Но в общем можно сказать что в наших обычных хвойных породах (ель, сосна) содержится больше лигнина (27—28%), меньше гемицеллюлоз (2О—25%), чем в лиственных (соответственно 18—22 и 25—40%). При этом хвойные породы содержат больше гексозанов (18—13 %) и меньше пентозанов (8—12%), чем лиственные (соответственно, 2—5% и 20—30%).
Целлюлоза в древесине составляет от 32 до 56 %. В хвойной древесине обычно содержится 46—54% целлюлозы, в лиственной — 41—45%. Наибольшее содержание целлюлозы в хлопке (97-99%).
 |
Целлюлоза имеет эмпирическую формулу (C6H10O5)n полисахарид, макромолекулы которого состоят из элементарных звеньев β-D-глюкопиранозы, соединенных глюкозидными связями 1-4:
| D-глюкоза |
 |
Степень полимеризации природной древесной целлюлозы составляет около 6000—14000, хлопковая целлюлоза имеет степень полимеризации до 20000. Целлюлоза при гидролизе дает D-глюкозу.
(C6H10O5)n + Н2О→ nC6H12O6
Гемицеллюлозы условно подразделяют на пентозаны (при их гидролизе получаются пентозы — D-ксилоза и D-арабиноза) и гексозаны (при гидролизе получаются гексозы—D-манноза и D-галактоза). Их гидролиз выражают уравнениями:
(С5Р8O4)n + nH2O → nC5H10O5
пентозаны пентозы
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
гексозаны гексозы
Первоначально считали, что в древесине имеются однородные полисахариды: пентозаны — ксилан и арабинан и гексозаны — маннан и галактан, а также полиуроновые кислоты—полиглюкуроновая и полигалактуроновая. В настоящее время установили, что гемицеллюлозы, в основном, являются не однородными полисахаридами, а смешанными. Обычно молекула такого полисахарида содержит какой-то моносахарид в преимущественном количестве, но кроме него в главную цепь макромолекулы или в виде боковых ответвлений входят звенья других моносахаридов или уроновых кислот. Так, например, установлено, что в древесине могут содержаться различные ксиланы (имеющие в качестве основного моносахарида звенья D-ксилозы): глюкуроноксилан, арабиноглюкуроноксилан; различные маннаны (имеющие в качестве основного моносахарида звенья D-маннозы): глюкоманнан, галактоглюкоманнан; смешанный полисахарид арабиногалактан и др.
Лигнин — это ароматическая часть древесины, неспособная к гидролизу минеральными кислотами. Она наименее изучена. Точное строение лигнина еще не известно, несмотря на то, что он был открыт свыше 130 лет назад. Однако за последние 20—30 лет в химии лигнина достигнуты значительные успехи: установлены элементарные звенья лигнина, его характерные функциональные группы, основные типы связей между элементарными звеньями и структуры, присутствующее в макромолекулах лигнина. Лигнин представляет собой смесь нерегулярных полимеров родственного строения, в основе которых лежат близкие по строению ароматические вещества, являющиеся в хвойном лигнине производными пирокатехина, а в лиственном лигнине — производными пирогаллола и пирокатехина. При мягком окислении хвойного лигнина нитробензолом в щелочной среде получается ароматический альдегид ванилин, а при окислении лиственного лигнина—смесь сиреневого альдегида с ванилином. Структурными единицами лигнина являются так называемые фенилпропановые единицы С6—С3. Лигнин хвойных состоит из фенилпропановых единиц I (гваяцилпропановых), лигнин лиственных—из единиц I и II (сирингилпропановых). В некоторых лигнинах в небольшом количестве содержатся единицы III. При нитробензольном окислении они дают р-оксибензальдегид:
 |
6.4. Экстрактивные вещества древесины.
К экстрактивным веществам относятся вещества, извлекаемые из древесины нейтральными растворителями (водой или органическими растворителями). Они, главным образом, содержатся в полостях клеток и в межклеточных пространствах, но могут пропитывать и клеточные стенки. Содержание экстрактивных веществ в древесине значительно колеблется, от 1 до 40% (например древесина квебрахо) и даже более и, главным образом, зависит от породы дерева, а также возраста, условий произрастания и т. д. В обычных наших древесных породах содержание экстрактивных веществ невелико, в среднем 2—4%. Исключением является дуб, древесина которого содержит значительное количество дубильных веществ. Однако, несмотря на небольшое содержание, экстрактивных веществ, роль их в древесине очень велика. Они придают древесине цвет, запах, вкус, иногда токсичность. От присутствия экстрактивных веществ зависит сопротивление древесины нападению насекомых, поражению грибами, гниению. Природа экстрактивных веществ очень разносортна. Они включают в себя почти все классы органических соединений. Иногда экстрактивные вещества в промышленности химической переработки древесины оказываются вредными (смоляные затруднения в целлюлозно-бумажном производстве), но чаще они находят применение и, дают ценные продукты. Наиболее большое значение имеют древесные смолы (смоляные кислоты), танниды (дубители) и эфирные масла (терпены, их производные). Кроме того, к экстрактивным веществам относятся красители, камеди (водорастворимые соединения углеводного характера), трополоны, жиры и жирные кислоты, фитостерины, алифатические углеводороды, циклические спирты, алкалоиды, белки, соли органических кислот и др.
6.5. Минеральные вещества древесины.
Наряду с органическими веществами в состав древесины входят также минеральные вещества (около 0,3–1%), которые при сжигании и прокаливании остатка от сжигания дают золу. Содержание золы зависит от породы древесины, от условий произрастания дерева, возраста, от времени рубки дерева. Так, в древесине, срубленной весной и летом, содержится больше золы. Это связано с различной интенсивностью обращения соков. Обычно минеральные вещества растворены в соках дерева; некоторые катионы металлов (калия, натрия, кальция, магния) могут быть связаны с кислотными группами уроновых кислот. Кора, корни, и листья содержат больший процент золы. В листьях иногда находят до 7% золы. Это объясняется тем, что в листья для процесса фотосинтеза органических веществ поступает из почвы большое количество воды, в которой растворены минеральные вещества.