Общие сведения о древесине и ее свойствах
 Скачать 468.04 Kb.
|
|
Общие сведения о древесине и ее свойствах Проблема использования всей биомассы дерева. Химический состав древесины хвойных и лиственных пород. Классификация компонентов древесины. Древесина как продукт жизнедеятельности живого организма. Макроскопическое строение древесины (сердцевина, ядро, заболонь, камбий, кора, луб). Микроскопическое строение древесины. Анатомические элементы хвойной и лиственной древесины. Роль этих элементов в жизнедеятельности дерева и выполняемые ими функции. Значение строения и химического состава древесины в химической переработке древесины. Использование древесины, лесосечных отходов, а также отходов деревообработки для химической переработки древесины. Химия целлюлозы Химическое строение целлюлозы. Степень полимеризации, молекулярная масса и молекулярная неоднородность целлюлозы. Надмолекулярная структура целлюлозы. Межмолекулярное взаимодействие и водородные связи. Реакционная способность целлюлозы. Особенности химических реакций целлюлозы как полимера. Действие щелочей на целлюлозу. Состав щелочной целлюлозы. Набухание и растворение целлюлозы в щелочи. Механизм химического взаимодействия целлюлозы со щелочью. Способы получения и свойства гидратцеллюлозы. Гидратцеллюлоза, как структурная модификация целлюлозы. Практическое применение. Гидролитическая деструкция целлюлозы. Механизм реакции гидролиза. Особенности реакции гидролиза разбавленными и концентрированными кислотами. Окислительная деструкция и основные направления окислительных реакций. Простые эфиры целлюлозы. Способы получения, свойства, применение. Сложные эфиры целлюлозы. Способы получения, свойства, применения. Химия гемицеллюлоз и других нецеллюлозных полисахаридов Гемицеллюлозы. Общие понятия, классификация, строение и методы выделения. Промышленное использование гемицеллюлоз. Пентозаны древесины и их строение, свойства, применение. Отдельные представители. Гексозаны древесины и их строение, свойства, применение. Отдельные представители. Полиуроновые кислоты, пектиновые вещества, камеди. Их свойства, строение, определение. Химия лигнина Общие понятия о лигнине и его структурных единицах. Роль лигнина в растениях. Основные типы связей лигнина с углеводами. Методы количественного определения содержания лигнина в древесине. Методы выделения препаратов лигнина. Химическое строение лигнина. Функциональные группы лигнина. Основные типы связей в макромолекуле лигнина. Реакционная способность лигнина. Взаимодействие лигнина с хлором и азотной кислотой. Окисление лигнина, гидрирование и гидрогенолиз лигнина. Превращения лигнина при сульфитной варке древесины. Превращения лигнина при сульфатной и натронной варках древесины. Физико-химические свойства лигнина и доказательство ароматической природы лигнина. Экстрактивные вещества Экстрактивные вещества дерева. Состав и классификация, содержание экстрактивных веществ в древесине разных пород. Терпеноиды. Классификация терпеноидов, физические и химические свойства. Монотерпеновые углеводороды, основные представители. Химические свойства, изомеризация терпеновых углеводородов. Смоляные кислоты. Классификация, химические свойства, строение. Жирные кислоты, классификация, свойства, строение. Технология экстрактивных веществ дерева. Основные направления переработки экстрактивных веществ дерева. Канифольно- терпентинное производство. Сырье, виды живицы, состав и свойства живиц. Заготовка живицы, виды и способы подсочки. Качество живицы и методы его оценки. Прием и способы хранения живицы.Технология переработки живицы. Характеристика основных продуктов. Основные стадии процесса переработки и их теоретические основы. Первичная обработка живицы. Назначение и аппаратурное оформление процесса. Плавление и фильтрация живицы. Способы плавления, технологический режим и аппаратурное оформление.Терпентин, отстаивание, осветление и промывка, назначение и их основные технологические параметры. Уваривание канифоли и десорбция скипидара. Теоретические основы, технологический режим и аппаратурное оформление процесса. Розлив канифоли. Склонность канифоли к кристаллизации, способы ее устранения. Способы розлива канифоли. Характеристика готовой продукции, канифоли и скипидара, в соответствии с требования ГОСТа. Технико – экономические показатели канифольно – терпентинного производства. Отходы производства, их характеристика. Утилизация отходов. Канифольно – экстракционное производство. Виды смолистой древесины и химический состав экстрактивных веществ. Теоретические основы процесса экстракции. Факторы, влияющие на процесс извлечения смолистых веществ из древесины. Промышленные способы экстракции. Сравнительная характеристика существующих способов экстракции. Мисцелла. Состав мисцеллы. Переработка мисцеллы основные стадии процесса их назначение, технологический режим и аппаратурное оформление. Химический состав и качественная характеристика продуктов экстракционного производства. Технико- экономические показатели процесса. Отходы производства. Пути утилизации отработанной осмольной щепы. Переработка сульфатных щелоков. Физико – химические свойства и химический состав черного щелока. Сбор и выделение сульфатного мыла. Физико – химические характеристики сульфатного мыла, влияние породы древесины на выход и состав сульфатного мыла. Интенсификация выделения сульфатного мыла. Разложение сульфатного мыла. Факторы, влияющие на процесс разложения. Периодический способ разложения сульфатного мыла. Непрерывный способ разложения сульфатного мыла. Выход и состав таллового масла – сырца. Особенности процесса ректификации талловых продуктов. Основные стадии процесса ректификации таллового масла – сырца. Установки ректификации таллового масла, их сравнительная характеристика. Характеристика и состав продуктов переработки таллового масла: талловая канифоль, жирные кислоты, дистиллированное талловое масло, легкие масла, пек. Области применения талловых продуктов. Вторичные продукты на основе скипидара. Промышленный способ производства камфары, основные стадии процесса. Характеристика товарного продукта. Производство политерпенов на основе скипидара с использованием алюмосиликатного катализатора. Основные стадии процесса. Характеристика готовой продукции и области ее использования. Вторичные продукты на основе канифоли. Виды модификации канифоли, их назначение. Производство канифольно – малеиновых и канифольно – фумаровых аддуктов. Характеристика готовой продукции и ее практическое использование. Эфиры канифоли. Простые и сложные эфиры. Технология получения глицеринового эфира канифоли. Характеристика товарного продукта и области ее использования. Пиролиз древесины Термические методы переработки древесины. Пиролиз древесины. Газификация древесины. Характеристика продуктов, получаемых при этих процессах. Характеристика первичных продуктов пиролиза; неконденсируемые газы, жидкие продукты и древесный уголь. Пути их практического пользования. Сырье для пиролиза и требования к нему. Биржа сырья. Общая характеристика процесса пиролиза. Технологические факторы процесса. Основные стадии процесса. Влияние сырьевых и режимных факторов на выход продуктов пиролиза. Пиролиз компонентов древесины и химизм образования основных продуктов. Углевыжигательные печи, назначение и устройство. Типы реторт, применяемых для пиролиза. Конденсация пиролизных парогазов. Принципиальная технологическая схема конденсации парогазов в скрубберной системе. Жижка, состав, основные стадии переработки и их назначение. Обесспиртовывание жижки, аппаратурное оформление процесса. Обессмоливание жижки. Виды смолы и способы ее выделения. Производство уксусной кислоты. Способы извлечения уксусной кислоты из жижки. Экстракционный способ извлечения уксусной кислоты. Технологический режим и аппаратурное оформление процесса. Очистка и ректификация уксусной кислоты-сырца. Уксусная кислота техническая, требования к качеству продукта. Переработка древесного угля. Карбюризатор, активный и окисленный угли, получение, применение. Производство ацетатных растворителей. Теоретические основы процесса. Производство этилацетата, технологичесий режим и аппаратурное оформление процесса. Переработка древесных смол. Модификация древесных смол, назначение и использование модифицированных продуктов. Смолоперегонное производство. Использование древесных смол. Производство понизителя вязкости из растворимых смол. Пожаро-взрывобезопасность лесохимических производств. Переработка древесной зелени Ресурсы древесной зелени. Заготовка, сбор, транспортировка. Особенности хранения древесной зелени. Производство витаминной муки. Основные стадии процесса, характеристика оборудования, технологический режим процесса. Характеристика готовой продукции. Технология пихтового масла. Заготовка пихтовой лапки, ее хранение и подготовка к переработке. Установки периодического действия для получения эфирного масла. Непрерывная технологическая схема получения пихтового эфирного масла. Характеристика товарного продукта в соответствии требованиям ГОСТ. Особенности хранения эфирного масла. Производство БАВ из древесной зелени. Теоретические основы процесса экстракции БАВ из древесной зелени. Вид и характеристика применяемых растворителей. Основные факторы, влияющие на скорость и эффективность процесса экстракции БАВ. Получение бензиновых экстрактов на основе древесной зелени. Подготовка сырья для экстракции. Технологическая схема узла экстракции, основные технологические параметры процесса. Технологическая схема производства хлорофилло – каротиновой пасты Характеристика готовой продукции. Отходы производства, их утилизация. Получение хлорофиллина натрия, бальзамической пасты, провитаминного концентрата из бензиновых экстрактов хвойных. Технологический процесс, аппаратурное оформление. Технология производства хвойного лечебного экстракта. Технология экстракции древесной зелени, переработки мисцеллы. Получение соляно – хвойных брикетов. Утилизация отработанной древесной зелени. Комплексная технология переработки древесной зелени. Технологическая схема, аппаратурное оформление, технологический режим. Характеристика товарной продукции. Древесная зелень – источник биологически – активных веществ Перспективы переработки древесной зелени лиственных пород Оборудование предприятий лесохимической промышленности Материалы, применяемые для изготовления технологического оборудования, характеристика материалов и сплавов. Оборудование для измельчения древесины, рубильные машины различных типов. Дезинтеграторы и другие машины для доизмельчения сырья. Конструкция плавильников для живицы. Плавильники периодического и непрерывного типа. Сравнительная оценка их. Конструкция канифолеварочных колонн. Куб – колонна и колонны непрерывного действия змеевикового и тарельчатого типа. Основное оборудование экстракционного отделения. Экстракторы периодического и непрерывного действия. Сравнительная оценка их работы. Сепараторы для разделения паро- жидкостной смеси. Их конструкция, принцип работы. Конструкция отстойников и флорентин, принцип их работы. Теплообменники. Назначение и классификация. Конструктивные особенности теплообменников. Трубчатые и змеевиковые теплообменники. Конструкция специальных аппаратов для камфарного производства. Изомеризаторы, дегидрататоры. Особенности эксплуатации специальной аппаратуры. Оборудование отделения разложения сульфатного мыла гомогенизаторы, реактор, сепаратор. Конструкция аппаратов, назначение, принцип действия. Конструкции ректификационных колонн, применяемых при ректификации таллового масла. Колонны насадочного и тарельчатого типа. Особенности конструкции, принцип работы. Экстракторы периодического и непрерывного действия, используемые при переработке древесной зелени. Конструкция аппаратов, принцип действия. Оборудование для измельчения и транспортировки древесной зелени. Оборудование отделения получения политерпенов. Изомеризатор, перегонный куб, Конструкция аппаратов, принцип действия. Реторты периодического и непрерывного действия, используемые в пиролизном производстве. Устройство и принцип действия. Гидролизное производство Общая характеристика гидролизных производств. Современное состояние гидролизных производств. Перспективы развития биотехнологической переработки растительного сырья. Сравнительная характеристика ресурсов различных видов сырья растительного происхождения. Основные особенности химического состава древесины хвойных пород и пентозансодержащего сырья. Влияние особенностей строения целлюлозы и гемицеллюлоз на их гидролиз. Основные типы реакций, протекающих при кислотно-каталитических превращениях экстрактивных веществ древесины. Влияние превращений углеводов при гидролизе на качественный состав гидролизата. Технология перколяционного гидролиза. Краткая характеристика гидролизаппаратов. Технологические режимы перколяционного гидролиза. Сравнительная оценка различных методов перколяционного гидролиза по скорости перколяции и выходу моносахаридов. Технологическая схема гидролизного отделения. Назначение решефѐрно-испарительного узла. Двухстадийные методы перколяционного гидролиза. Достоинства и недостатки. Высокотемпературный гидролиз. Достоинства и недостатки. Перспективы практической реализации гидролиза растительного сырья концентрированными кислотами и ферментативного гидролиза. Химический состав гидролизата. Химическая доброкачественность гидролизата. Факторы, влияющие на качественный и количественный состав гидролизата. Подготовка гидролизата к биохимической переработке (основные стадии). Инверсия гидролизата. Цель. Способы проведения. Нейтрализация гидролизата. Характеристика нейтрализующих агентов. Двухступенчатая нейтрализация с направленной кристаллизацией гипса. Технологические параметры процесса нейтрализации. Обогащение и охлаждение нейтрализата. Осветление нейтрализата отстаиванием. Вакуум-охлаждение нейтрализата. Обогащение субстрата неорганическими питательными веществами. Характеристика источников азота, фосфора и калия. Аэрация нейтрализата и холодный отстой. Дрожжевое производство Характеристика микрофлоры дрожжевого производства. Влияние основных факторов на процесс ферментации (физических, химических, биологических, технологических). Технология ферментации. Классификация ферментаторов. Принцип работы ферментаторов барботажно-эрлифтного типа с многозонной и рассредоточенной системами воздухораспределения. Флотирование и сепарирование дрожжевой суспензии. Вакуум-выпарка дрожжевой суспензии и сушка дрожжей. Характеристика белковых кормовых дрожжей. Применение БКД. Технология премиксов. Характеристика премиксов и их применение. Производство спирта Микрофлора гидролизно-спиртового производства. Посторонняя микрофлора; профилактика развития и методы борьбы. Биохимия спиртового брожения. Технологическая схема спиртового брожения. Ректификация и очистка этанола от примесей. Головные, промежуточные и хвостовые примеси. Технологическая схема брагоперегонки и ректификации этанола. Функции ректификационных колонн. Сравнительная оценка влияния различных факторов на качество этанола. Характеристика технического этанола. Области применения. Технология топливного этанола. Технологическая схема получения жидкого диоксида углерода. Характеристика, области применения. Производство фурфурола Методы гидролиза пентозансодержащего сырья в фурфурольном производстве. Выделение и очистка фурфурола. Свойства фурфурола. Области применения фурфурола и его производных. Производство ксилита Характеристика растительного сырья для ксилитного производства. Технология облагораживания сырья. Технология гидролиза гемицеллюлоз в ксилитном производстве. Подготовка гидролизата к гидрированию. Гидрирование, очистка и концентрирование ксилитных растворов. Кристаллизация ксилита. Характеристика ксилита. Производство углеводных кормов Общая характеристика получения углеводных кормов из растительного сырья различными методами. Технология кормового сахара. Утилизация отходов и очистка сточных вод и газовых выбросов Использование технического лигнина. Переработка шламовых отходов. Утилизация отработанной культуральной жидкости. Общая характеристика методов очистки сточных вод гидролизно-дрожжевых предприятий.Защита атмосферы от промышленных выбросов. Оборудование предприятий гидролизных и микробиологических производств Материалы в гидролизном и микробиологическом машиностроении. Аппараты для гидролиза. Общие сведения о гидролизаппаратах. Устройство гидролизаппаратов. Гидролизаппарат периодического действия. Устройство штуцеров, верхней и нижней горловины гидролизаппаратов. Фильтрующие устройства, их назначение, конструкция. Футеровка гидролизаппарата. Мероприятия перед бетонированием. Порядок проведения футеровочных работ. Теплоизоляция гидролизаппарата. Механизированная крышка для запирания верхней горловины, быстродействующий клапан для выгрузки лигнина. Устройство, принцип действия. Гидравлические и пневматические испытания аппаратов работающих под давлением. Техническое освидетельствование. Гидравлические испытания гидролизаппаратов. Вспомогательное оборудование гидролизаппаратов. Циклон для приѐмки лигнина из гидролизаппарата. Особенности конструкции, принцип работы. Испаритель. Устройство, принцип действия. Теплообменники. Назначение и классификация. Конструктивные особенности теплообменников. Пластинчатые и спиральные теплообменники. Конструктивные особенности, назначение. Конденсатор паров самоиспарения (решофер). Его конструктивные особенности, назначение, принцип действия. Работа батареи решоферов. Аппараты подготовки субстратов. Инвертор, назначение аппарата, его конструкция, принцип действия. Оборудование станции нейтрализации. Нейтрализатор непрерывного действия с рамной и лопастной мешалками. Назначение, конструкция, принцип действия. Нейтрализатор типа «газлифт». Его конструктивные особенности, преимущества. Отстойники. Устройство отстойников непрерывного и полунепрерывного действия. Вакуум-охладительный аппарат. Конструкция, назначение, принцип действия. Бродильное отделение спиртового производства. Батарея ферментѐров. Конструкция бродильного чана, принцип работы. Оборудование спиртового отделения. Брагоперегонные колонны. Принцип работы колонны. Устройство царг брагоперегонных колонн колпачкового типа кубовой части. Дрожжевое отделение. Дрожжерастильный чан. Устройство, принцип работы. Аппараты для сушки дрожжей. Устройство и принцип действия сушилки барабанного типа. Устройство и принцип действия распылительной сушилки. Насосы. Типы насосов, используемых в гидролизном производстве. |