3. Переробка деревини

Підприємства хімічної переробки деревини виробляють деревне вугілля, оцтову кислоту, каніфоль, скипидар, ефірну олію, формалін, карбамід, метиловий спирт, кормові дріжджі та ін. продукцію.

Методами хімічної переробки деревини є суха перегонка, гідроліз та каніфольно-скипидарне виробництво. Для переробки використову­ють дрова і дерев'яні відходи (тирсу, сучки, пні та ін.).

Хімічний склад деревини досить складний і залежить від її породи, елементарний склад для всіх порід майже однаковий. Рослинна ткани­на деревини складається з целюлози (40 – 50 %), геміцелюлози (17 – 30 %), лігніну, барвників, смол, дубильних речовин (3 – 8 %). Целюлоза (С₆Н₁₀О₅)n, лігнін – суміш речовин ароматичного характеру, геміце­люлоза (С₆Н₈J₄)n.

Суха перегонка (піроліз) деревини – це процес розкладання дереви­ни при нагріванні до 450—550 °С без доступу повітря. При сухій пере­гонці деревини утворюється деревне вугілля і леткі продукти, які при охолодженні дають надсмольну воду — розведену оцтову кислоту, ме­танол, ацетон та дьоготь – складну суміш органічних речовин. Залеж­но від породи деревини і умов сухої перегонки одержують деревне вугілля потрібної якості. Деревне вугілля – ефективне паливо для виплавляння високоякісних чавунів.

Гідроліз деревини – це виробничий процес хімічної переробки дере­вини для оцукрення целюлози внаслідок її обробки водою і мінераль­ними кислотами в умовах підвищеної температури. Процес розщеп­лення целюлози, що міститься в деревині, внаслідок-якого утворюєть­ся глюкоза, полягає в тому, що тирсу нагрівають в автоклаві з 0,1 % водним розчином сірчаної кислоти або діють на деревину висококонцентрованою соляною кислотою (41 %). До продуктів гідролізного ви­робництва належать етиловий (винний) спирт, білкові дріжджі, фурфурол і багато інших продуктів.

Сировиною для каніфольно-скипидарних виробництв є живиця, яку добувають із сосни, або смола старих пеньків хвойних дерев; вони містять до 30 % смолистих речовин (пеньковий осмол). Смолу з пенькового осмолу видобувають перегонкою, потім очищають і другою пе­регонкою розділяють на легкокиплячий скипидар та каніфоль, що за­лишається в кубі.

Скипидар застосовують для виготовлення лаків, олійних фарб і синтетичної камфори, він є роз­чинником смол, лаків, каучуку.

Каніфоль застосовують для виробництва мила, лаків, сургучу, консистентних мастил, а також як добавку при проклеюванні паперу.

Виробництво паперу та картону

Целюлозно-паперова промисловість виробляє папір найрізнома­нітніших видів і різного призначення: для друкування, писальний, креслення і малювання, а також електроізоляційний, цигарковий, світлочутливий, промислово-технічний, обгортковий, пергамент, кар­тон (палітурний, коробковий, електроізоляційний, будівельний, взуттєвий) та ін. Головною сировиною целюлозно-паперового вироб­ництва є деревина.

Виробництво паперу полягає у виготовленні волокнистої маси на папероробній машині.

Деревну масу виробляють механічним способом, протираючи дере­вину на спеціальних дерево терках, так званих дефібрерах; потім її сортують, очищають від великих часток і відбілюють.

Целюлозу добувають з деревини малосмолистих порід (ялина, смерека, бук). Стовбури, з яких знято кору, подрібнюють на тріски. Потім тріски варять з розчином бісульфіту кальцію Са(НSO₃)₂ в герметично закритих котлах при температурі 150 °С під тиском (5 – 8)·10⁶ Па. Варіння, залежно від ступеня провареності целюлози і міцності розчину, триває до 12 годин. Для отримання паперової маси де­ревну волокнисту масу змішують зі свіжою целюлозою. Для виготовлен­ня писального паперу змішують 50 % деревної маси і 50 % целюлози; для виготовлення газетного паперу – 70 % деревної маси і 30 % целю­лози. Щоб папір був дуже білий, гладенький і мав добрі друкарські якості, до паперової маси додають наповнювачі – тальк, каолін, крейду і проклеювальні речовини (каніфольний клей). Підготовлену паперову масу подають на папероробну машину.

Для виробництва картону використовують той самий волокнистий матеріал, що й для паперу, але в ряді випадків до нього додають вовну або азбест. Папір і картон широко використовують для виготовлення тари, яка йде на упаковку найрізноманітніших ма­теріалів і замінює значною мірою дефіцитні тканини або важку де­рев'яну тару. Виготовлені з цупкого сульфатцелюлозного паперу бага­тошарові (від 2 до 5 шарів) мішки широко використовують для переве­зення різних сипких матеріалів, а ящики з гофрованого картону – надійна тара для перевезення різних матеріалів, у тому числі й хімічних.

На виробництво 1 т паперу витрачають до 4,5 м³ деревини. Заміна деревини макулатурою знижує витрати на виробництво паперу у 2 – 3 ра­зи. Одна тонна макулатури економить 3 – 4,5 м³ деревини, або близько 15 великих дерев.