Анализ состояния смолы при обессмоливании сульфатной лиственной целлюлозы

  • Р. А. Смит Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна https://orcid.org/0000-0002-9665-4636
  • Е. Ю. Демьянцева Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна https://orcid.org/0000-0001-9570-1827
  • О. С. Андранович Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна https://orcid.org/0000-0002-7947-7068
Ключевые слова: обессмоливание, частицы смолы, синергетические смеси, микроскопия, экстракция

Аннотация

Липкие включения, присутствующие на целлюлозном волокне, подчас создают серьезные препятствия, называемые «смоляными затруднениями». В настоящее время не существует универсального и действенного метода для их устранения. Предлагаемый способ обработки целлюлозы синергетическими смесями поверхностно-активных веществ (ПАВ) и ферментов позволит сочетать в себе как традиционные, так и прогрессивные технологии обессмоливания. Для оценки качества работы таких композиций в работе проанализировано влияние самих смесей и их индивидуальных компонентов на состояние смолы в сульфатной небеленой лиственной целлюлозе. Выбор объекта исследования обусловлен тем, что проблемы со смолой особо остро проявляются именно при производстве данного волокнистого полуфабриката. Общая смолистость целлюлозы была определена экстракционно-гравиметрическим методом. Состояние смолы (коагулированная, капсулированная или диспергированная) оценивалось методом микроскопии. Установлено, что обессмоливающее действие неионогенных ПАВ взаимно активируется при их совместном присутствии. Однако при действии смеси неионогенного ПАВ и фермента липазы наблюдается небольшое снижение общей смолистости. Установлено, что независимо от природы веществ все реагенты проявили хорошие диспергирующие свойства. Показано снижение содержания коагулированной смолы средних размеров при одновременном росте количества диспергированной смолы и при практически полном отсутствии крупных смоляных агломератов, что наиболее важно для обессмоливания. Тенденция изменения состояния смолы при действии синергетической смеси неионогенных ПАВ, вероятно, обусловлена диффузионно-солюбилизационным механизмом обессмоливания. Анализ обессмоливающего действия выбранных реагентов и их смесей показал, что имеющиеся исследования по проблеме снижения смолистости целлюлозы смесями ферментов и ПАВ не дают исчерпывающей оценки и необходимо детальное исследование многофакторного процесса обессмоливания.
Для цитирования: Смит Р.А., Демьянцева Е.Ю., Андранович О.С. Анализ состояния смолы при обессмоливании сульфатной лиственной целлюлозы // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 168–178. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.168
*Статья опубликована в рамках реализации программы развития научных журналов в 2019 г.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Р. А. Смит, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

аспирант; ResearcherID: O-2661-2019

Е. Ю. Демьянцева, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

канд. хим. наук, доц.; ResearcherID: P-5165-2019

О. С. Андранович, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

аспирант; ResearcherID: P-5570-2019

Литература

Абрамзон А.А., Бочаров В.В., Гаевой Г.М. Поверхностно-активные вещества: cправ. Л.: Химия, 1979. 376 с.

Болотова К.С., Новожилов Е.В. Применение ферментных технологий для повышения экологической безопасности целлюлозно-бумажного производства // Химия растительного сырья. 2015. № 3. С. 5–23. DOI: 10.14258/jcprm.201503575

ГОСТ 14940–75. Целлюлоза сульфатная беленая из лиственной древесины (осиновая). Технические условия. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1986.

ГОСТ 6841–77. Целлюлоза. Метод определения смол и жиров. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998.

Ковалева И.Н., Шпензер Н.П., Талмуд С.Л. Пути рационального выбора смесей ПАВ для обессмоливающих добавок, применяемых в процессе сульфитной варки целлюлозы // Журнал прикладной химии. 1983. № 9. С. 2131–2135.

Ковтун Т.Н., Хакимов Р.Р. Использование обессмоливающих веществ при варке лиственной сульфатной целлюлозы // Химия растительного сырья. 2009. № 1. С. 37–41.

Лысогорская Н.П. Научные основы обессмоливания целлюлозы поверхностно-активными веществами: дис. ... д-ра хим. наук: 05.21.03. СПб., 1993. 417 с.

Печурина Т.Б., Миловидова Л.А., Комарова Г.В., Комаров В.И. Влияние добавок диспергантов на изменение состояния смолы и содержание экстрактивных веществ в лиственной сульфатной целлюлозе // Лесн. журн. 2003. № 2–3. С. 68–75. (Изв. высш. учеб. заведений).

Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона: информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. М.: Бюро НДТ, 2015. 479 с.

Смит Р.А., Демьянцева Е.Ю., Андранович О.С. Влияние липазы на мицеллообразующую и солюбилизирующую способность неионогенных поверхностно-активных веществ // Химия и хим. технология. 2018. Т. 61, вып. 6. С. 54–60. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.6060/tcct.20186106.5696

Buchert J., Mustranta A., Holmbom B. Enzymatic Control of Dissolved and Colloidal Substances During Mechanical Pulping. Biotechnology in Pulp and Paper Industry, 8th ICBPPI / Ed. L. Viikari, R. Lantto. 2002. Pp. 271–280.

Choi J.M., Han S.S., Kim H.S. Industrial Applications of Enzyme Biocatalysis: Current Status and Future Aspects. Biotechnol Adv., 2015, Nov. 15; 33(7):1443–54. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2015.02.014

Delorme V., Dhouib R., Canaan S. Fotiadu F., Carrière F. Cavalier J. Effects of Surfactants on Lipase Structure, Activity, and Inhibition. Pharm Res., 2011, 28: 1831. DOI: 10.1007/s11095-010-0362-9

Gutiérrez A., del Río J.C., Martínez M.J., Martínez A.T. The Biotechnological Control of Pitch in Paper Pulp Manufacturing. Trends in Biotechnology, 2001, vol.19, no. 9, pp. 340–348.

Helisto P., Korpela T. Effects of Detergents on Activity of Microbial Lipases as Measured by the Nitrophenylalkanoate Esters Method. Enzyme And Microbial Technology, 1998, 23:113–117. DOI: 10.1016/S0141-0229(98)00024-6

Holmberg K. Interactions Between Surfactants and Hydrolytic Enzymes, Colloids and Surfaces. Biointerfaces, vol. 168, 1 August 2018, pp. 169–177. DOI: 10.1016/j.colsurfb.2017.12.002

Hubbe M.A., Rojas O.J., Venditti R.A. Control of Tacky Deposits on Paper Machines – a Review. Nordic Pulp Paper Res. J. 2006, vol. 21, no. 2, pp. 154-171. DOI: 10.3183/npprj-2006-21-02-p154-171

JeffriesT.W., Viikari L. Enzymes for Pulp and Paper Processing. Washington, DC.:American Chemical Society, 1996. 326 p.

Otzen D. Protein-surfactant Interactions: A Tale of Many States // Biochimica et Biophysica Acta 1814. 2011, pp. 562–591. DOI: 10.1016/j.bbapap.2011.03.003

Reis P., Holmberg K., Watzke H., Leser M.E., Miller R. Lipases at Interfaces: A Review. Advances in Colloid and Interface Science, 2009, no. 147–148. pp. 237–250. DOI:10.1016/j.cis.2008.06.001

Поступила 14.02.19

Опубликован
2019-07-11
Как цитировать
Смит, Р., Е. Демьянцева, и О. Андранович. Анализ состояния смолы при обессмоливании сульфатной лиственной целлюлозы. Лесной журнал, вып. 4, July 2019, с. 168, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.4.168.
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ