Рисунок 1 – Влияние времени обработки щепы на степень помола

Из представленных на рисунках 1–4 данных видно, что при использовании отбеливающих реагентов окислительного и восстановительного характера возрастает способность древесины к размолу. На это указывает возрастание степени помола массы с 28 до 44°ШР. При этом повышаются и ее технические свойства, такие как белизна (с 34 до 51%) и разрывная длина образцов бумаги (с 950 до 1700м) и снижается удельный расход энергии, затрачиваемой на размол – 1050 до 450квт∙ч/т. Однако при увеличении времени химико-термогидролитической обработки щепы свойства волокнистой массы снижаются.

Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод о том, что использование отбеливающих реагентов на стадии термогидролитической обработки щепы позволяют повысить технические свойства древесной массы. Использование восстановительного реагента – сульфита натрия более эффективно, так как с увеличение времени обработки щепы показатели качества древесной массы не снижаются в отличие от обработки пероксидом водорода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Соловьева, Т.В. Технология производства древесноволокнистых плит / Т.В. Соловьева, В.С. Степаненко, И.А. Хмызов, А.А. Пенкин – Минск: БГТУ, 2013. – 184 с.

2. Пузырев С.С. Технология целлюлоз-но-бумажного производства. В 3 т. Т I. Сы-рье и производство полуфабрикатов. Ч. 3. Производство полуфабрикатов / С.С. Пузы-рев и [др.]. – СПб.: Политехника, 2004. – 316с.

УДК 53.09

Студ. С. А. Петрович

Науч. рук. проф. В. С. Болтовский

(кафедра химической переработки древесины, БГТУ)

В настоящее время экстракты эфиромасличного и пряно-ароматического сырья широко применяются в различных отраслях промышленности. Для их получения используют следующие методы экстракции: водно-паровая, с использованием различных растворителей, турбо-экстракция, ультразвуковая экстракция, экстракция сжиженными газами и др. [1].

Перспективным направлением является получение масляных экстрактов растительного сырья. Это позволяет использовать в качестве экстрагента растительные масла, а в качестве сырья различные виды пряно-ароматических и лекарственных растений.

Представляет интерес получение и применение масляных экстрактов, содержащих измельченное и проэкстрагированное сырье. Это позволяет в большей степени сохранить в экстракте содержание биологически активных веществ. В частности, известен способ получения туалетного косметического мыла с использованием пропиленгликолевых экстартов ромашки аптечной и мяты перечной в смеси с проэкстрагированным сырьем, повышающего потребительские свойства мыла [2].

В данной работе исследовали процесс получения масляных экстрактов ромашки аптечной рапсовым маслом. В качестве сырья использовалась ромашка аптечная, измельченная до фракции 1–2 мм с влажностью 6–8%, в качестве экстрагента – рафинированное дезодорированное рапсовое масло.

Исследования проводили с использованием метода планирования эксперимента на базе матрицы второго порядка 2³ [3].

В качестве переменных факторов использовали соотношение ромашка : масло (х₁), температура процесса, ^оС (х₂) и продолжительность процесса (х₃). Интервалы факторов и значения их варьирования приведены в таблице 1.

Таблица 1– Переменные факторы и интервалы их варьирования

Показатели	х1	х2	х3
Нулевой уровень	1 : 15	60	75
Шаг варьирования	1 : 5	20	45
+1	1 : 20	80	120
-1	1 : 10	40	30

Диапазон варьирования факторов процесса экстракции выбирали на основании предварительных экспериментов.

Критерием оптимизации (Y) являлось содержание β-каротина в экстракте.

Содержание β-каротина (в мг/кг) определяли фотоколориметрическим методом путем измерения оптической плотности D экстрактов при длине волны λ=458 нм с помощью спектрофотометра UV-VISPB 2201 SOLAR.

Матрица планирования и результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Предпочтительными условиями получения масляных экстрактов в выбранном диапазоне варьирования являются: соотношение ромашка аптечная : масло рапсовое 1 : 10, температура 80^оС, продолжительность 120 мин, обеспечивающими содержание β-каротина в экстракте 10,6мг/кг.

ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Коничев, А.С. Традиционные и современные методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья: перспективы, достоинства, недостатки / А.С. Коничев, П.В. Баурин, Н.Н. Федоровский, А.И. Марахова, Л.М. Якубович, М.А. Черникова // Вестник МГОУ. Сер. «Естественные науки» – 2011. – № 3. – С. 49–54.
   
2. 
   Амельченко, В.Е. Получение косметического туалетного мыла, обладающего улучшенными потребительскими свойствами / В.Е. Амельченко, В.Л. Флейшер, В.С. Болтовский // Труды БГТУ – 2014. – № 4. – С. 74 –76.
   
3. 
   Колесников, В.Л. Математические основы компьютерного моделирования химико-технологических систем. – Минск: БГТУ, 2003. – 312 с.
   

УДК 674.815

Магистрант Т. А. Белодед,

студ. М. Н. Сушкевич, Ю. В. Толкачева

Науч. рук. доц. И. А. Хмызов^*, асп. Н. А. Сычева

(кафедра химической переработки древесины)

Одним из современных видов твердого биотоплива являются топливные гранулы (пеллеты) ‒ композиционные изделия цилиндрической формы, спрессованные методом экструзии из высушенного, предварительно измельченного сырья (опилки от лесопиления и деревообработки) топливного назначения.

В настоящее время современной тенденцией в области биоэнергетики является разработка эффективной и энергосберегающей технологии переработки твердой биомассы для производства биотоплива (топливных гранул, пеллет и брикетов) путем торрефикации ‒ термической обработки [1]. Торрефицированные, или черные пеллеты обладают рядом достоинств по сравнению с обычными, иначе называемыми белыми. Основной отличительной особенностью таких пеллет является высокая теплотворная способность при их сжигании.

Процесс производства черных пеллет заключается в обжиге твердой биомассы и последующем ее гранулировании в пеллеты [2]. Основным отличием производства черных пеллет от белых, является то, что древесная биомасса подвергается мягкому пиролизу при температуре 200–270^оС без доступа кислорода

Целью настоящих исследований являлось изучение влияния термически обработанного древесного сырья в композиции пеллет на их прочностные свойства и теплотворную способность.

Испытания образцов пеллет проводили в соответствии с принятыми методиками по СТБ 2027 [3]. Определяли плотность, предел прочности при сжатии и изгибе, устойчивость пеллет к истиранию (механическая прочность, характеризующая долю не разрушившихся пеллет после испытания).

Результаты определения влияния количества термически обработанного древесного сырья на прочностные свойства и теплотворную способность пеллет, полученных при температуре пиролиза 250°С представлены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что с увеличением количества термически обработанного (пиролизованного) древесного сырья теплотворная способность образцов пеллет пропорционально увеличивается, в тоже время их прочностные свойства практически не изменяются и имеют невысокие значения. При этом наилучшие результаты получены при испытании образцов пеллет, изготовленных при содержании термически обработанного древесного сырья 50%. В целом, несмотря на высокую теплотворную способность пеллет, содержащих пиролизованную древесину, ее присутствие не обеспечивает требуемой прочности по СТБ 2027.

Повышение прочностных свойств пеллет, содержащих в составе 50% пиролизованного древесного сырья, проводили путем модифицирования композиции такими химическими добавками, как поливиниловый спирт (ПВС) и щелок от бисульфитной варки целлюлозы (БЩ).

В таблице 2 представлены данные о влиянии вида добавки и ее расхода на комплекс прочностных свойств пеллет, содержащих в композиции 50% термически обработанного древесного сырья.

Результаты выполненных нами исследований показывают целесообразность использования модифицированного термически обработанного древесного сырья для получения высококалорийного твердого биотоплива в виде пеллет.

2. Ковернинский, И.Н. Комплексная химическая переработка древесины: учебник для вузов / И.Н. Ковернинский, В.И. Комаров, С.И. Третьяков и др. – Архангельск: Из-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2002. – 347 с.

3. Гранулы древесные топливные: СТБ 2027-2010. – Введ. 01.07.10. – Минск: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь: БелГИСС, 2010 – 20 с.

УДК 676.252.336:678.744.322

Студ. А. Н. Коризно

Науч. рук. доц. Н. В. Жолнерович,

асп. И. В. Николайчик, магистрант Ладутько А. И.

(кафедра химической переработки древесины, БГТУ)

В настоящее время в Республике Беларусь для производства технических видов бумаги широко используется доступное вторичное волокнистое сырье (макулатура). Однако макулатура имеет рад недостатков, результатом которых является пониженные показатели прочности выпускаемой продукции. Эффективным способом повышения физико-механических показателей качества бумаги является применение в композиции функциональных химикатов. Широкое применение в этой роли нашли карбамидоформальдегидные олигомеры (КФО). Основными преимуществами данных олигомеров по сравнению с другими синтетическими добавками является высокая скорость отверждения, низкая вязкость при высокой концентрации, стабильность при хранении, бесцветность, невысокая стоимость и богатая сырьевая база. Однако КФО характеризуется недостаточной растворимостью в воде, некоторой токсичностью и недостаточно высокой адгезионной прочностью. Устранить указанные недостатки возможно путем модификации данных полимеров.

Цель – исследование влияния КФО, модифицированного ε-капролактамом, на показатели качества бумаги из вторичного волокна.

Для оценки влияния полученных КФО на свойства готовой продукции были получены образцы бумаги массой 80 г/м² из макулатуры марки МС-5Б. Сравнительной оценке подвергались образцы бумаги, содержащие в композиции:

– проклеивающее вещество на основе димеров алкилкетенов (АКД) (Нydrores 225YP) в количестве 0,16% от а.с.в. и КФО, модифицированные ε-капролактамом;

– катионный крахмал Hi-Cat C 323A в количестве 0,8% от а.с.в., проклеивающее вещество на основе димеров алкилкетенов (Нydrores 225YP) в количестве 0,16% от а.с.в. и КФО, модифицированные ε-капролактамом.

Дозирование 1%-ного рабочего раствора исследуемого олигомера осуществлялось после дозирования катионного крахмала и проклеивающего компонента. Содержание исследуемого олигомера в композиции водно-волокнистой суспензии варьировали от 0 до 2% от а.с.в. с шагом 0,5% в обоих композициях.

В работе исследовано влияние КФО, модифицированных ε-ка-пролактамом, при мольном соотношении карбамида к формальдегиду 1 : 2. Количественное соотношение карбамида к ε-капролактаму составляло 1 : 0,5. Полученные продукты имели вязкость по ВЗ-4 20−34 с при концентрации 57±1% и слабощелочной среде (рН 7,3−8,0), коэффициент рефракции составлял 1,4380–1,4530.

Образцы бумаги были изготовлены на листоотливном аппарате “Rapid-Ketten” (Германия) в соответствии со стандартной методикой.

Традиционная проклейка синтетическими клеями рекомендована с использованием катионного крахмала. Однако существует практическая возможность применения в композиции бумажной массы модифицированных КФО без использования крахмалопродуктов.

Изготовленные образцы бумаги подвергали испытанию в соответствии со стандартными методиками с целью определения изменения гидрофобных и физико-механических свойств бумаги в зависимости от содержания исследуемой смолы в композиции проклеенной бумажной массы.

Влияние исследуемого КФО на впитываемость при одностороннем смачивании и разрушающее усилие во влажном состоянии образцов бумаги представлено на рисунках 1 и 2.