Compoziția de turbă și proprietățile sale utile

Turba este o rocă organică formată ca urmare a descompunerii biochimice (deteriorarea și descompunerea incompletă) a plantelor bogate cu umiditate ridicată și lipsa de oxigen. Procesele biochimice care conduc la formarea de turbă apar în principal în partea superioară (în principal până la 0,5 m), așa-numitul strat de turbă.

Turba este materia primă pentru producția de multe produse valoroase: combustibil, plăci izolante, material pentru așternut pentru animale de diferite îngrășăminte și soluri, brichete de turbă și vase pentru creștere răsaduri. Turba unor depozite are proprietăți medicinale și este utilizată în medicină.

Un pic de istorie

Prima prezentare a unghiului ca produs format din planta, exprimată în cele mai vechi timpuri Anaximandru (VI - VII-lea î.Hr. ...) și Aristotel (secolul IV î.Hr. ...). Cu toate acestea, cei mai dezvoltați au fost preotul Beroldingen, care în 1792, a dat o schemă pentru trecerea succesivă a turbei în maro și cărbune. Turba a împărțit gazon, mlaștină și mlaștinilor, și cărbune - de culoare maro și greu, evidențiind aceste din urmă specie, reflectând compoziția sa naturală. Trebuie să recunoaștem că știința mineralelor combustibile din acea vreme a fost uluitoare în urma altor științe. Dacă în primul fenomen în mare măsură, aproape evidentă a dezvăluit faptul că, de exemplu, în fizica mecanica deja clasice, electricitate vizibilă a fost construită, raze infraroșii și ultraviolete, dezvoltat dinamica corpurilor rigide și așa mai departe. Nu este o coincidență faptul că o astfel de om de știință pătrunzător după cum sa menționat Beroldingen, în timp ce altul crede că cauza erupții vulcanice sunt incendiile subterane din cusăturile adânci situată de cărbune.

În Rusia, primele informații despre turbă au apărut în secolul al XVIII-lea. în lucrările MV Lomonosov, I.G. Leman, V.F. Zueva, V.M. Severgin și alții, în secolul al XIX-lea. turba, în special compoziția sa, au fost dedicate lucrării lui V.V. Dokuchaeva, S.T. Navashina, G.I. Tanfiliev si altele. Activitatea de oameni de știință sovietici torfovedov identificat modele geografice de distribuție a depozitelor de turbă, a stabilit o clasificare a tipurilor de specii și a studiat compoziția chimică și fizică a turbei. În acest domeniu, lucrările lui ID Bogdanovskaya-Gienfeh, EA Galkina, DA Gerasimova, V.S. Docturovsky, E.K. Ivanova, N.Ya. Katz, M.I. Neigstadt, N.I. Piavchenko, V.N. Sukacheva, S.N. Printre altele, monografia de către V.E. Rakovsky și L.V. Pigulevskaya "Chimia și geneza turbei". Condițiile geochimice pentru formarea mlaștinilor în diferite regiuni climatice sunt considerate în detaliu și cuprinzător de A.I. Perelman în cartea "Geochimia peisajului".

În prezent, știința despre turbă și cărbune se confruntă încă cu o perioadă de acumulare treptată a cunoștințelor în conformitate cu vechea paradigmă. Dar, treptat și imperceptibil, munca este în curs de dezvoltare spre o nouă etapă calitativ în dezvoltarea sa. Probabil, se va întâmpla în viitorul apropiat.

Turba Genesis

Turba este un precursor al secvenței genetice a cărbunelui (conform unui număr de oameni de știință). Locul formării turbării este turbării, care are loc atât în văile râurilor (lunci, terase) cât și în bazinele hidrografice.

origine Turba asociată cu acumularea de resturi vegetale moarte, organe aeriene care sunt mineralizate și humified într-un strat superficial de aerare mlaștină numită orizont acrotelm nevertebrată sol animale, bacterii și fungi. organele subterane situate într-un mediu anaerob, sunt păstrate în ea și formează o structură (fibră) porțiune din turbă. Intensitatea de dezintegrare plante formatoare de turbă acrotelm strat depinde de speciile de plante, conținutul de apă, aciditatea și temperatura mediului a compoziției substanțelor minerale. În ciuda creșterii anuale a masei organice moarte, orizontul turbei nu încetează să existe, fiind o "fabrica" naturală de formare a turbării. Deoarece depozitele de turbă cresc multe tipuri de plante, care formează combinația caracteristică (marsh fitocenoze), precum și condițiile de mediu de creștere a acestora diferă în salinitate, tăiate de apă, mediul de reacție format pe diferite părți de turbă turbării are proprietăți diferite. Necunoscuti așa-numitele turbă entombed, care a fost depozitat în perioadele dintre glaciații sau suprapusă depozite libere transformate de grosimi variabile ca urmare a modificărilor de eroziune. Vârsta turbei îngropate este de zeci de mii de ani; Spre deosebire de turba modernă, îngropată se caracterizează prin mai puțină umiditate. Când se formează turbă, plantele după moarte, după cum sa menționat deja mai sus, cad într-un mediu foarte umed, slab în oxigen. Aici nu se descompun complet, ca în sol, dar numai parțial, astfel încât rămânele lor din an în an se acumulează.

În cazul în care plantele joase combinate de nutriție a solului (de exemplu, plantele sunt tăiate din partea de jos a unui mineral deja format strat de turbă), depozitele șes turba incep sa se dezvolte tipuri de tranziție și montane de turbă.

Principiul formării unui depozit de turbă este prezentat în următoarea schemă:

Compoziția chimică a turbei

Forma botanică a formatorilor de turbă are propria sa compoziție chimică caracteristică, care, la rândul ei, este determinată de nivelul de intensitate a degradării microbiologice.

Turba are în compoziție: proteine (1-30%), grăsimi, ceruri, uleiuri (1-30%), celuloză și inlay (10-50%). Compoziția elementară a plantelor care formează turbă este mai puțin semnificativă și constă din carbon (50-53%), hidrogen (5,5-6,5) și azot (0,8-1,9%).

Turba constă din aceleași grupe de substanțe ca și plantele care formează turbă, însă se adaugă o nouă clasă de compuși, substanțe humice. Procesul de acumulare a acestuia din urmă în turbă este cel mai caracteristic pentru formarea de turbă, iar tranziția plantelor la turbă se numește humificare. Componentele inițiale ale turbinelor care formează turbă suferă modificări mai mari, cu atât este mai mare vârsta geologică și chimică a turbei. Deși aceste concepte nu sunt identice.

Un grup de compuși extrași prin solvenți organici a fost denumit "bitum de turbă". Acestea constau din ceruri, parafine, rășini și conțin hidrocarburi parafinice, terpenice și aromatice, precum și compuși care conțin oxigen, cum ar fi alcooli, acizi, eteri. Numărul lor variază de la 1,2 la 17,7%.

Substanțele ne-hidrolizabile din turbă constau dintr-un amestec complex de substanțe: lignină de plante care formează turbă și substanțe din grupul kutino-suberin. Cantitatea de reziduu nehidrolizabil poate ajunge până la 26%.

Substanțele humice sunt un amestec de polimeri înalți cu greutăți moleculare diferite. Macromoleculele substanțelor humice includ nucleele condensate ordonate și o parte periferică neordonată. La nucleul și secțiunile laterale ale macromoleculei substanțelor humice, se găsesc grupări acide și bazice capabile de disociere, care conferă acestor compuși proprietățile polielectroliților. Compușii humici au o structură amorfă, a cărei asociați se formează ca urmare a interacțiunii directe a grupurilor funcționale, precum și prin molecule de apă și ioni polivalenți. Substanțele humice reprezintă până la 70% din partea organică a turbei.

Turba ca materie primă vegetală și direcțiile de prelucrare a acesteia

Turba este un amestec de produse de transformare incompletă a rămășițelor de plante terestre și mlastini vizibile cu ochiul liber, cu produse de transformare mai profundă a plantelor originale, având aspectul unei mase amorfe omogene. Distrugerea materiei organice a plantelor se caracterizează prin gradul de descompunere, adică raportul dintre partea fără structură și cantitatea totală de turbă. Este cel mai important indicator al caracteristicilor calitative ale turbei și fluctuează în intervalul 5-70%.

Astfel, compoziția chimică turbă este intermediară între materia primă vegetală și combustibilii solizi și mai mici gradul de expansiune, deci este mai aproape in proprietatile plantelor de turbă formatoare.

Conceptele de mai sus ale proprietăților turba sunt baza tehnologiei procesării sale.

Dezvoltarea logică a dendrochimiei a fost crearea unei industrii chimice de turbă, care a absorbit experiența și tehnicile predecesorului său. Pe de o parte, aceasta este producția după prelucrarea turbei și utilizarea produselor solide, lichide și gazoase. Pe de altă parte, este o extracție ușoară a grupurilor de substanțe din partea organică a turbei în forma cea mai puțin modificată, prin tratarea cu solvenți organici, alcalii, acizi și alți reactivi.

Metoda cea mai simplă, radicală și răspândită de prelucrare a turbei este termoliza. Încălzirea turbei peste 1400C duce la o schimbare a compoziției sale, iar aceste modificări devin mai profunde, cu atât este mai mare temperatura de încălzire finală. Ca urmare a acestui tratament, se formează un număr mare de diferiți compuși noi. Trebuie remarcat faptul că prelucrarea termică a turbei ridică semnificativ valoarea sa ca materie primă chimică. Recent, au apărut o serie de metode noi de procesare a turbei: mecanochemical, electropulse și radiații.

Hidroliza se referă la a doua direcție de obținere a produselor chimice pe bază de turbă.

Un spectru larg de aminoacizi, carboxilici, acizi uronici, substanțe humice și alți compuși capabili să activeze sau să inhibe o varietate de procese biologice se găsesc în hidrolizații de turbă. Produsele finale sunt melasa furajeră, drojdia de furaje proteice, turba cu zahăr.

extracție

La scară industrială, sa realizat procesul de obținere a bitumurilor prin extragerea turbei cu benzină (nefrasom). Ceara și rășina din turbă rezultă ca bază pentru producerea a zeci de produse noi, care s-au găsit în diverse domenii - de la compozițiile modelului pentru turnarea precisă la preparatele medicale. Două tehnologii pentru producerea de extracte biologic active din turbă au fost dezvoltate și implementate la scară industrială. Aceasta este prepararea unui extract de etanol din turbă de ceară din rășină și separarea directă de turba din extractul de CO2. Extractul de etanol din rășină de ceară de turbă este îmbogățit cu substanțe biologic active și are un efect terapeutic ridicat în tratamentul bolilor osoase, dentare și ginecologice. Extractele pentru a doua tehnologie sunt similare în compoziția chimică cu extractul de etanol din rășină de ceară de turbă, dar sunt în continuare îmbogățite cu uleiuri esențiale care asigură o activitate antimicrobiană îmbunătățită. Aceste proprietăți promovează producerea de extracte medicinale sterile pentru tratamentul bolilor.

O mare clasă de materiale poate fi obținută pe baza complexului humic. Acestea sunt stimulanți ai creșterii plantelor, coloranți, inhibitori de coroziune, agenți de curățare a radionuclizilor.

Modificarea chimică a turbei

De mare interes sunt procesele de modificare chimică a turbei. Această zonă este foarte puțin explorată, iar prototipul este procesul de prelucrare chimică a lemnului.

Specii de turbă pură din punct de vedere botanic prezintă un interes deosebit în această direcție, adică pliate pe 85-95% de la orice tip de plante-turbă-formare.

Resursele naturale ale turbei necesită o abordare integrată în organizarea producției de turbă. Utilizarea turbei de turbă nu ar trebui să fie monotonă, ci trebuie determinată de condițiile de apariție a depozitului, de caracteristicile sale naturale, de compoziția și de proprietățile materiilor prime. Prin urmare, utilizarea părții organice a turbei este eficientă în sistemele complexe de procesare. De exemplu, reziduul după extracția bitumului poate fi utilizat pentru a produce humați, carbonați activi și reziduul după hidroliză - pentru producerea de medicamente biologic active sau îngrășăminte organominerale complexe.

Aplicarea turbei

Din cele mai vechi timpuri, oamenii și-au transformat interesul în turbă. Au fost păstrate informații în care turba se numește "pământ inflamabil". A servit la rasarea focului cand mananca mancare de la europeni occidentali. Acest lucru este evidențiat prin lucrările istoricului roman Plin cel Bătrân, care a trăit în secolul I d.Hr. Cu toate acestea, extracția și aplicarea extinsă a turbei în Europa de Vest a început în secolele XII-XVII. Locuitorii Imperiului Rus au aflat despre proprietățile minunate ale turbei în timpul domniei lui Petru I. În 1696 a început să extragă acest material natural în Voronej. De asemenea, am căutat turbă în vecinătatea Azovului. Motivul pentru aceasta a fost că în aceste zone exista o lipsă de lemn de foc.

În timp, turba a fost utilizată ca cocs de turbă. Folosit în dezvoltarea gazului de iluminat. Consumul de vârf industrial al semicheiului din rășină și turbă este considerat a fi secolul XIX-XX.

În timpul industrializării și al Marelui Război Patriotic din Uniunea Sovietică, turba a fost folosită ca un transportator de energie. A fost folosit în fabrici din Ural și Siberia. Stația de benzină Ugralmashzavod din Sverdlovsk a folosit gazul său combustibil, care a fost obținut din turbă în timpul pirolizei. Gazul combustibil a fost folosit în industria militară în toate procesele tehnologice, care au inclus sudarea cu gaz prin topire. În anii de după război în URSS în timpul planurilor de cinci ani, industria combustibililor din turbă sa dezvoltat intens. După descoperirea industriei de petrol și gaze din Siberia de Vest, importanța turbei în Uniunea Sovietică nu mai era atât de semnificativă.

Ca ultimul proiect major în care turba a fost utilizată ca sursă de energie, a început construcția și demararea unei centrale electrice la CHPP Novo-Sverdlovskaya. Pe parcursul anului, 5 milioane de tone de turbă au fost arse pe unitatea electrică. Utilizarea turbei ca transportator de energie a fost oprită în anii 1980. Acest lucru se datorează daunelor aduse naturii. Toate obiectele au fost transferate la gazele naturale.

În prezent, turba și-a găsit folosirea în medicină, biochimie, agricultură, zootehnie, energie. Cele mai noi tehnologii din industrie fac posibilă producerea de soluri foarte fertile folosite ca sol pentru plantele alimentare; îngrășăminte; stimulente care ajută la accelerarea creșterii plantelor; materiale pentru izolare; ambalaje; grafitul și cărbunele active și multe altele.

Informații interesante despre turbă

În Europa, în prezent, băile de turbă cu efect curativ s-au răspândit. Multe bine-cunoscute clinici SPA folosesc băi de turbă pentru tratamentul reumatismului și artritei. Cu mare atenție se aplică acum studiul proprietăților medicinale ale turbei.

Turba este deja cunoscută ca un medicament. Produce un număr de medicamente. De exemplu, medicina "turbă", indispensabilă în tratamentul bolilor de inimă, rinichilor, eczemelor, detașarea retinei. Este folosit ca mijloc de reglare a proceselor metabolice în corpul uman.

Fibrele de mazăre din turbă pot fi folosite la fabricarea țesăturilor. În Finlanda, de exemplu, există deja haine, țesături fabricate cu turbă. La sfârșitul secolului trecut, la expoziția de la Anvers din Olanda s-au arătat țesături puternice din turbă - covoare, covoare, pături.

Turba poate fi utilizată ca material absorbant pentru eliminarea accidentelor de mediu de diferite tipuri. Un amestec de turbă și cărbune activ este utilizat pentru a purifica aerul. Turba tratata este folosita pentru a absorbi uleiul de pe suprafata oceanului sau a coastei, pentru tratarea apelor reziduale dintr-o gama de coloranti, fenoli, nitrati, fosfati, ioni de metale grele, grasimi, proteine.

Ecosimii construiesc case din două straturi: interne - turbă și zăpadă exterioară, se obțin case foarte calde!

Stratul superior al turbei de sphagnum poate fi utilizat în industria celulozei și hârtiei: pentru producerea unor tipuri solide de hârtie, carton.

Atunci când prelucrarea chimică a turbei neuniforme, sub efectul temperaturilor ridicate, se eliberează până la 98% din carbon - se obține un agent de reducere a carbonului - cocsul, care are o aplicație largă în metalurgie.

Filtrele de turbă sunt folosite în acvariu! Multe ape tropicale au mai mult sau mai puțin aciditate. Vorbim despre acizi humici, care se disting prin lemn și frunziș. Apa pentru acvariu este trecută prin turbă, astfel încât să absoarbă substanțele conținute în acesta. Multe tipuri de pești ornamentali provin din ape deosebit de pure și "acizi". Cu utilizarea de turbă, puteți crea condiții pentru acelea care sunt aproape de naturale.

Prima mențiune despre Whisky datează din 1494 și a ajuns la o distribuție largă în 1700. Din acele vremuri până în prezent, când se prepară whisky-ul scoțian, se folosește turba. Conform tehnologiei clasice, orzul este mai întâi îmbibat pentru câteva zile în apă și apoi se presară un strat subțire pe podeaua malțului pentru germinare. Amaralele sunt transformate în zaharuri, care mai târziu servesc ca hrană pentru ciupercile care formează alcool - drojdie. După 5-7 zile, malțul sa dovedit (malț). În acest moment, creșterea orzului trebuie oprită și este uscată pentru acest scop într-un cuptor - o cameră specială cu o podea perforată, sub care este plantat un incendiu. Combustibilul este utilizat pentru turcia tipică - turbă. Turba este foarte slab aprinsă, eliberând fumul, care are un miros foarte caracteristic. Fumul, care trece prin granule, părăsește camera printr-o gaură din acoperiș. Turba dă whisky mirosul și gustul său incomparabil. Malt whiskey, precum și cognac sau armagnac, posedă o caracteristică unică printre băuturile alcoolice dure pentru a dobândi un gust specific în funcție de locul de producție.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare