При сульфатной варке сосновой древесины в щелочной среде^смоля — ные и жирные кислоты физиологической смолы превращаются в натриевые соли, образуя сульфатное мыло. Всплывая на поверхности черных щелоков, опо увлекает стерины и другие неомыляемые вещества смолы. В табл. 150 приводится анализ образца сульфатного мыла Сегежского целлюлозного комбината [б2].
Таблица 150 Состав сульфатного мыла |
Содержание, % |
Компонент |
Смоляные кислоты . . Жирные кислоты. . . Нейтральные вещества 1… Инкрусты………………………. Едкий натр……………………. Вода……………………………… Прочее………………………….. |
26.71 23.03 6.96 2.99 1.93 33.42 4.96 |
При разложении мыла серной кислотой получается талловое масло, состоящее в основном из смоляных и жирных кислот.
В составе смоляных кислот Комшиловым и Летонмяки [56] найдены абиетиновая кислота с T пл. 173—174°, [а]о[68]=—104°, декстропи- маровая кислота с T пл. 209—211°, [а],го=+72.4°. В канифоли из тал- лового масла Каянне и Хонканен [56] нашли 42% абиетиновой кислоты, 27% дегидроабиетиновой кислоты, 5% ди — гидроабиетиновой, 8% тетрагидроаби- етиновой кислоты и 19% декстропима — ровой кислоты.
Состав таллового масла [5S] |
Жирные кислоты таллового масла состоят из пальмитиновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот [Б3]. В японском талловом масле [64] найдены: 1) насыщенные кислоты — пальмитиновая, стеариновая и лигноцери — новая — 5.6%, 2) ненасыщенные кислоты— олеиновая 56.4—58.4%, лино — левая 36—38%. Неомыляемые содержат 15—20% веществ летучих с паром следующего состава: а-пинен 40%, р-пинен 8%, камфен 5%, лимонен и п-цимол 3%, а-терпинеол 15%, лонгифолен 8%. Кроме этого, из неомыляемых выделены резены: а-камфорен, цис-стильбен и ретен [54].
Таблица 151 Содержание компонентов по данным разных авторов
|
Смола в продуктах сульфитной варки целлюлозы |
При сульфитной варке древесины ели физиологическая смола в виде эмульсии частично переходит в отработанный сульфитный щелок, некоторое количество ее остается в волокне и частично адсорбируется на его поверхности. В процессе очистки массы смола с поверхности волокна переходит в водную фазу и удаляется при сгущении массы. Большое количество смолы находится внутри паренхимных клеток и трахеид сердцевинных лучей, образующих вместе с обрывками волокон фракцию ме
лочи (мелыптоффа) в целлюлозе. В связи с этим одним из эффективных методов обессмоливания целлюлозы является отсортирование мелкого волокна.
Были проведены исследования [68’е7] по изучению распределения смолы между волокном и сульфитным щелоком при сульфитной варке в зависимости от свежести древесины. Целлюлозу варили различной жесткости.
Экстракция проводилась эфиром. Данные приведены в табл. 152.
Таблица 152 Смолистость продуктов сульфитной варки
|
Проведенное исследование показало положительное влияние вылеживания древесины и подсушивания щепы при 105° С на уменьшение смолистости древесины и целлюлозы. Ввиду того что компоненты смолы неравномерно распределяются при варке между волокном и щелоком, были исследованы три вида смолы: из целлюлозы, мелкого волокна и щелока [6?]. Результаты приведены в табл. 153. Полученные опытные данные показали, что смола из щелока наиболее богата смоляными кислотами, в составе которых найдены оксисмоляные кислоты, образующиеся в результате окисления природных смоляных кислот кислородом воздуха. Присутствие спиртовых групп в этих кислотах повышает их растворимость в щелоке. Самый большой выход смолы получен из мелкого волокна. Он наиболее богат жирами и жирными кислотами, что вполне согласуется с высоким содержанием паренхимных клеток в мелком волокне. В смоле из целлюлозы распределение компонентов более равномерно.
В процессе сульфитной варки древесины химический состав смолы изменяется. Терпены почти полностью превращаются в цимол и удаляются из котла при сдувках. Жиры в кислой среде частично омыляются, поэтому в целлюлозе свободных жирных кислот больше, чем в древесине. Смоляные кислоты древесной смолы — левопимаровая, неоабиетиновая, палюстровая — изомеризуются в абиетиновую кислоту. Неомыляемые частично разрушаются при варке, но в целлюлозе содержатся в значительных количествах.
По нашим данным, в смоле из небеленой целлюлозы найдены абиетиновая кислота и оксисмоляные кислоты состава С20Н30О4, С20Н3006 и С20Н30Ов, лигноцериловый спирт и [3-ситостирин. Жирные кислоты были
Таблица 153 Состав смолы целлюлозы, мелкого волокна и щелока
|
Изучены Кахила [4в]. По его данным, в эфирном^экстракте содержится 24.9% свободных и связанных жирных кислот. них насыщенных 2.8%, гекса — и октадециленовых 12.5%, гекса — и октадекадиеновых 9.1%, гекса — и октадекатриеновых кислот 0.1 % по отношению к экстракту. Смола, содержащаяся в целлюлозе, при ее переработке может отлагаться на сетках бумажных машин и другом оборудовании и вызывать «смоляные затруднения». В связи с этим ее называют «вредной смолой».
Вещества фенольного характера. Обрабатывая ядровую древесину сосны спиртом или ацетоном, Эрдтман [59] выделил пи — носильвин и его монометиловый эфир. Присутствуя в количестве около 1%, эти продукты серьезно тормозят нормальный процесс сульфитной варки целлюлозы. Устойчивость сердцевины древесины к гниению обусловлена их присутствием. Эти соединения характерны для всего рода Pinus.
/ОН
Пиносильвин
Среди снирторастворимых компонентов древесины встречаются лиг — наны, также являющиеся фенольными соединениями. Большой практический интерес из этого ряда веществ представляет L-конидендрин, который впервые был выделен из отработанного елового сульфитного щелока и в связи с этим был назван «лактоном сульфитного щелока». L-Ko — нидендрин кристаллизуется в двух формах с T пл. 238° и 255—256°, [а]л[69]=—53.7°. В смолистых наплывах, которые закрывают поврежде
ния древесины Pinus Silvestris, Picea Excelsa и др., находится пинорезинол, а в камеди лиственницы />-ларицирезинол, тоже относящиеся к лигнанам.
ВоЛЛсн>н-св/ яоХ) Г JHx? (X
I LHj
V NOCHs
Пинорезинол
I 4>CH3 OH
OH |
L-Конидендрин
CHsOx ,4 .CHX /CH2OH
I II I CH /ч X
О |
HO-V ^CH4H,-yXocHi