ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термическая переработка древесины из "Химическая переработка углеводов, жиров и белков в промышленности" К числу важнейших богатств растительного мира относятся леса — эти грандиозные естественные предприятия , деятельность которых заключается в синтезе и накоплении органических веществ, используемых человеком в различных направлениях. Естественный растительный материал — древесина — находит главное применение в строительстве и в качестве топлива, но все большие и большие количества ее идут на химическую переработку. Таким образом, леса являются источником сырья для химической переработки, на основе которого развиваются специальные отрасли промышленности. [c.7] По лесным богатствам Советский Союз стоит на первом месте в мире почти одна треть всех лесов земного шара находится на территории нашей страны (занимая площадь свыше 600 млн. га). [c.7] Растительное сырье используется в настоящее время в огромных количествах. Ежегодно мировое потребление одной только древесины составляет не менее миллиарда тонн. [c.7] Древесина, т. е. стенки омертвевших растительных клеток, состоит из трех групп веществ целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина. К этим веществам в небольших количествах примешиваются растворимые в воде сахара, пектиновые вещества, дубильные вещества, смолы, жиры и азотистые органические соединения. Таким образом, химический состав древесины очень сложен и неодинаков у разных пород деревьев, хотя элементарный состав древесины разных пород почти одинаков. Абсолютно сухая древесина содержит около 50% углерода, 6% водорода, 43% кислорода и 0,1% азота. Из этих элементов образуются различные вещества, входящие в состав органической части древесины. Кроме того, в состав древесины входит от 0,3 до 1 % минеральных веществ (зола). Главнейшие вещества золы — углекислые соли кальция, калия и натрия. Кроме того, в ней содержатся углекислые, кремнекислые и фосфорнокислые соли магния и железа. [c.8] Количественное содержание отдельных составных частей древесины находится в зависимости от породы дерева, части ствола, условий произрастания и т. д. [c.8] В таблице 1 приведены данные о составе древесины наиболее важных пород деревьев. [c.8] Остановимся кратко на описании состава, физических и химических свойств отдельных веществ, входящих в состав древесины. [c.8] Целлюлоза. Целлюлоза, или клетчатка, относится, как известно, к группе высших полисахаридов состава (СбНюОб) — гексо-занов. [c.9] В природных продуктах целлюлоза находится в тесном соприкосновении с другими веществами — гемицеллюлозами, лигнином и другими (пористая ткань целлюлозы как бы пропитана этими веществами). Наиболее чистую целлюлозу мы встречаем в виде хлопка, который даже в неочищенном виде содержит 92—95% целлюлозы. Очисткой хлопка путем экстрагирования из него жировых и воскообразных веществ горячим спиртом и эфиром и путем обработки его кипящим однопроцентным раствором едкого натра в отсутствие кислорода воздуха для удаления пектиновых веществ можно получить продукт, содержащий 99,85% целлюлозы. [c.9] В чистом виде целлюлоза представляет собой твердое белое вещество без вкуса и запаха, волокнистого строения, с удельным весом 1,51—1,52. Она нерастворима в органических растворителях растворяется в концентрированных кислотах, образуя при этом эфиры и гидролизуясь. Растворяется также с образованием комплексных соединений в концентрированных растворах хлоридов цинка, олова и других тяжелых металлов. Особенно хорошо целлюлоза растворяется в медноаммиачных растворах, давая не- Трочные комплексы, из которых выделяется почти в неизмененном виде. Целлюлоза не плавится, а при нагревании выше 200° раз-. лагается. [c.9] Вопрос о химическом строении целлюлозы служил предметом исследований большого количества ученых в течение десятков лет. В нашей стране работы большого числа групп химиков и физиков возглавлялись такими учеными, как П. П. Шорыгин, Н. И. Никитин, В. А. Каргин, 3. А. Роговин, В. И. Иванов и др. [c.9] Эти нитевидные макромолекулы целлюлозы связываются между собой в пучки — волоконца, причем нити молекул местами идут параллельно, правильно ориентируясь относительно друг друга и образуя таким образом кристаллические участки, а местами переплетаются между собой, образуя аморфные участки (рис. 1). [c.9] Между отдельными волоконцами целлюлозы имеются пространства, заполненные воздухом (рис. 2). [c.10] Отдельные макромолекулы целлюлозы соединяются между собой при помощи водородных связей между атомами водорода гидроксилов одной молекулы и кислородными атомами гидроксилов другой молекулы. [c.10] Количество остатков частиц глюкозы в макромолекулах целлюлозы различно, т. е. целлюлоза, как и другие полисахариды, является смесью многих членов полимергомологического ряда с различными молекулярными весами. Поэтому определяемые на опыте молекулярные веса целлюлозы выражают лишь средние значения для данного препарата. [c.10] Энергия водородной связи очень мала (5—10 ккал/мол вместо 109 ккал/мол для обычной связи О—Н), и поэтому водородная связь не прочна и разрывается при повышении температуры. Но все же водородные связи играют существенную роль в очень многих соединениях, оказывая влияние на их физические и химические свойства. [c.10] Являясь высокомолекулярным веществом, целлюлоза способна проявлять коллоидные свойства, например набухать при поглощении воды. Растворы целлюлозы, даже сильно разбавленные, обладают высокой вязкостью. [c.11] Важнейшие химические свойства целлюлозы, используемые на практике,— это ее способность подвергаться гидролизу под действием кислот или ферментов и способность реагировать в качестве многоатомного спирта, т. е. давать сложные эфиры с кислотами и простыв эфиры со спиртами за счёт гидроксильных групп в соответствии с формулой [СбН702(0Н)з]п. О растворимости ц v люлo-зы и образовании комплексных соединений говорилось ранее (стр. 9). [c.11] Практическое значение имеет также способность целлюлозы окисляться при действии озона, перекиси водорода, хлорноватистой кислоты и ее солей и других окислителей. При этом образуются различные вещества, содержащие карбоксильные и карбонильные группы, происходит разрыв полимерных цепей. Прочность целлюлозы при этом понижается, что необходимо учитывать на практике (например, при белении тканей). [c.11] Вернуться к основной статье