Жоғары молекулалы қосылыстар
жүктеу/скачать 169,89 Kb.
|
лекция - 11 (2) (1)
| Целлюлозаны өндіру
Целлюлоза көмірсулар тобына жатады. Көмірсулар деп аталу себебі - олардың ең алғаш зерттелген өкілдері көміртегі мен судан құралған тəрізді болған. Целлюлоза немесе клечатка барлық өсімдіктің құрамында болады, ол клечаткалар қабықшасын түзеді. Оның аты да осыдан шыққан (“целлула”- клетка). Целлюлоза табиғи үлкен молекулалық қосынды, суда ерімейтін полисахариттер. Молекулалық массасы 50000-нан бірнеше милионға дейін болады. Мақта талшығында 98%-ға дейін целлюлоза болады, зығыр жəне кендір талшықтары да негізінен целлюлозадан тұрады. Қағаз, маталар – целлюлозадан жасалған бұйымдар. Целлюлозаның ең таза үлгілері – ақ мақта жəне сүзгі қағаз тазартылған мақтадан алынады. Табиғи матералдардан алынған целлюлоза суда да, кəдімгі органикалық еріткіштерге де ерімейтін талшықты қатты зат. Целлюлоза – табиғи полимер. Құрылымдық буыны – (С6Н10О5)n. Целлюлозаның молекуласы тек сызықтық құрылымдық қана болады: С6Н10О5- С6Н10О5-С6Н10О5-С6Н10О5. Ағаш құрамында целлюлозадан басқа да: гемицеллюлоза жəне лигнин болады. Гемицеллюлозаның полисахарид (ментозалар жəне гексозалар), целлюлозаға қарағанда тізбек ұзындықтары аз жəне химиялық беріктігі төмен. Гемицеллюлозалар сұйытылған минералды қышқылдар мен сілтілерде оңай гидролизденіп ерітіндіге көшеді. Ағаштардың құрамында тұқымына байланысты гемицеллюлоза 13-75%-ға дейін болады. Лигнин – целлюлозаға қарағанда құрамында көп мөлшерде көміртегі бар (61-65%) ароматты негіздегі органикалық заттардың күрделі қоспасы. Лигнин клетканың қабырғасына қаттылық жəне серпімділік қасиет береді. Ағаштың басқа құрамдарына қарағанда лигниннің реакцияға түсу қабілетілігі күшті. Лигниннің мөлшері 17-30% -ға дейін болады. Целлюлоза өндірісте негізінен: сульфат жəне сульфид сияқты екі əдіспен өндіріледі. Сульфат əдісі – жаңқаланған ағашты сұйытылған натрий гидроксиді, ерітіндісімен қыздырып өңдеуге негізделген. Сульфид əдісі – жаңқаланған ағашты кальций гидросульфит ерітіндісімен қыздырып өңдеуге негізделген. Сульфит əдісімен ағаш целлюлозасын өндіру. Целлюлозаны кез келген ағаштан өндіруге болады. Дегенмен, негізінен аз шайырлышырша самырсын, шамшат сықылды ағаштардан өндіреді. Технологиялық үрдіс келесі сатылардан тұрады: ағашты əуелі қабығынан, бұтақтарынан тазартып жаңқалау; пісіргіш ерітінді дайындау, ағашты пісіру (ағашты реагенттермен өңдеу), целлюлозаны ерітіндіден ажырату жəне оны өңдеу. Пісіргіш қышқылды дайындауға əктастарымен толтырылған сумен суартылған мұнара арқылы тазартылған күкіртті газ жіберіледі. Мұнарада жүретін химиялық реакцияның қортындысында кальций гидросульфитінің судағы ерітіндісі түзіледі: Ағашты пісіру қышқылға төзімді затпен астарланған болат қазанда жаңқа, пісіргіш қышқыл, ыстық су буымен қыздырылады. Ағаш құрамындағы қоспалар (гемицеллюлоза, лигнин жəне т.б.) толық ерітіндіге ауысатын целлюлоза сол қалпында толық сақталатын пісіру режимін (температура, концентрация SO3, уақыт) жасау керек. Пісіруді 135-145 темпертурада, 0,5-0,7 МПа қысымда 8-10 сағат уақыт арасында жүргізеді. Пісіру уақыты жеткен кезде қазан мен резервуарға аударып, целлюлозаны пісіргіш ерітіндіден айырып жəне сумен жуып, механикалық қоспалардан босатып, сульфит целлюлозасын бөліп алады. Алынған целлюлоза сапасы құрамында қалған лигнин мөлшерімен бөлінеді: егер лигнин мөлшері 3%-дан көп болса, қатаңырақ, 2%-дан төмен болса, жұмсақ целлюлоза деп аталады. Целлюлоза ауыл шаруашылығының көптеген саласында: ағаш шеберіне қажетті бұйымдар жасауға, қағаз, мата, жіп, арқан жасауға қолданылады. Целлюлозаның эфирлері нитролактар, кинопленкалар, жасанды талшық жасауға жұмсалады. Целлюлозаның гидролиздеп ашытқанда түзілген глюкозадан этил спиртін алады. Бағалы қағаз алуға жəне химиялық өңдеуге қолданылатын целлюлоза қосымша өңдеуден өтеді. Сульфат əдісімен целлюлозаны өндіру. Ағаш жаңқалары сілтішемен пісіргіш қазанда өткір су буымен қыздырылып өңделінеді. Натрий гидросульфит жəне натрий гидроксидінің судағы ерітіндісімен түзілген сілтіше құрамында 4,5%-ға дейін натрий гидроксиді жəне натрий сульфиді болады. Осы сілтішені ақ сілтіше деп атайды. Сілтілік пісіруді 165-175 , 0,8-1,0МПа қысымда 4-6 сағат мезгілде жүргізеді. Пісіру нəтижесінде ағаш құрамындағы гемицеллюлоза, лигнин ерітіндіге айналады (қара сілтіше). Целлюлозаны ерітіндіден айыру операциялары сульфит əдісіндегідей. Целлюлоза өндірісінің қалдығынан бағалы органикалық қосындылар өндіруге болады. Массасы 1 т сульфид целлюлозасын өндіргенде, құрамында құнды органикалық қосылыстар бар 10-20 т сілтіше алынады. жүктеу/скачать 169,89 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|