Lignina este un polimer natural aromatic complex (plasă), care face parte din organismele vegetale terestre, un produs de biosinteză. Lignina ocupă locul trei după prevalența celulozei în rândul polimerilor de pe teren. Acesta joacă un rol foarte important în ciclul natural de carbon. Formarea lignină a fost posibilă datorită trecerii evolutiva de la apă la plante vieții terestre, pentru a asigura o rigiditate și stabilitate tulpini și trunchiuri (chitină în artropode).
Originea ligninei
Compoziția țesuturilor vegetale este dominată de celuloză, hemiceluloză și lignină. Lemnul de conifere conține aproximativ 23-38% lignină, în timp ce lemn de esență tare conține între 14 și 25%, iar paiele de cereale includ aproximativ 12-20% în greutate. Ligninul este conținut în pereții celulari, precum și în spațiul dintre celule. Astfel, se leagă fibrele celulozice.
Împreună cu hemicelulozele, el este responsabil pentru indicele de rezistență mecanică a trunchiului și a tijei. Datorită ligninei, se realizează etanșeitatea pereților celulari și datorită prezenței coloranților în lignină, lemnul are o culoare caracteristică proprie.
- protolignin - lignină, care se află în interiorul plantei în forma sa naturală
- Forme tehnice de lignină, obținute prin extracție fizico-chimică.
Este demn de remarcat faptul că lignina nu este produsă în mod specific. Ea, ca și formele sale modificate chimic, este deșeu biochimic de producție. În timpul metodelor fizico-chimice de prelucrare a fibrelor de plante, greutatea moleculară a ligninei scade de mai multe ori, însă activitatea sa chimică crește.
Prepararea ligninei
În industria hidrolizei se obține lignina de hidroliză sub formă de pudră așa-numită. În timpul producerii celulozei, se obțin forme de lignină, solubile în apă. Lignina hidrolitică este formată în timpul procesării lemnului cu acid clorhidric sau sulfuric concentrat. Temperatura este menținută la 180 - 185 ° C, iar presiunea este de aproximativ 1216 - 1418 kPa. Ca și lignina naturală, hidroliza este împărțită în clasele corespunzătoare. De exemplu, a treia clasă de lignină se numește agricultură, deoarece deseori se utilizează deșeuri industriale de plante agricole.
Există două metode principale de pulverizare. Cea mai populară este gătitul cu sulfat (alcalin). Mai puțin popular este gătitul cu sulf (acid).
Lignina, obținută în timpul producției de sulfat, se numește lignină sulfatată. Se utilizează în cantități mari în centralele electrice ale fabricilor de celuloză.
Cele obținute lignine amestec industrie sulfitul sulfit (lignoslfonat) ca volum definit care se acumulează în lignohranilischah și reziduul a fost adjudecată cu instalație de ape uzate în apele râurilor și lacurilor.
Proprietățile fizice ale ligninei
Lignina are un nivel de densitate cuprins între 1,25-1,45 g / cm3, cu un indice de refracție de 1,6. Lignina hidrolitică are o putere calorifică de 5500-6500 kcal / kg pentru lignina absolut uscată. Valoarea calorică a ligninei cu un nivel de umiditate de 18-25% ajunge la 4,400-4,800 kcal / kg, în timp ce ligninei cu niveluri de umiditate de 65%, această cifră este de doar 1500-1650 Kcal / Kg.
Structura particulelor de lignină hidrolitică nu este un corp dens, ci un sistem dezvoltat de micro- și macropore. Indicele suprafeței sale interne depinde foarte mult de nivelul de umiditate, de exemplu, un material umed are o suprafață de 760-790 m2 / g și o suprafață uscată de numai 6 m2 / g.
Utilizarea ligninei
Utilizarea largă a ligninei se datorează proprietăților sale. Mai jos sunt zonele cele mai populare de utilizare a ligninei hidrolitice:
- producția de brichete de combustibil. O astfel de brichetă poate mai cuprinde rumeguș, cărbune sau praf de turbă
- producerea gazului combustibil. Punerea în aplicare a acestui proces este posibilă prin producerea de electricitate în generatoarele de gaz cu piston de gaz
- combustibil pentru cazane
- crearea de agenți reducători pentru metal și siliciu sub formă de brichete
- producția de carbon activat
- fabricarea de sorbenți pentru curățarea efluenților urbani și industriali, precum și pentru produsele petroliere vărsate sau metalele grele
- sorbenți medicali și veterinari
- agenți de formare a porilor în procesul de realizare a cărămizilor și a altor materiale ceramice. În această zonă, lignina este utilizată ca înlocuitor pentru rumeguș sau făină de lemn
- lignina este materia primă pentru producerea de nitrolignină, care reduce vâscozitatea soluțiilor de lut utilizate în cursul puțurilor de foraj
- pe bază de lignină, se creează îngrășăminte organice și organo-minerale, structuri pentru soluri naturale și artificiale, erbicide pentru cultivarea legumelor
- materii prime pentru producerea de fenol, acid acetic
- ca aditiv la betonul asfaltic (producția de soluții de lignină-bitum).
Brichete din lignină
Lignina hidrolitică este o masă de ceva similar cu rumegușul. În condiții de presiune ridicată de aproximativ 100 MPa, lignina devine viscoplastică și ia forma de brichete. Până în prezent, un astfel de combustibil este o înlocuire demnă pentru cărbune constant scump. Utilizarea ligninei ca biocombustibil mărește considerabil rentabilitatea multor industrii, fabrici metalurgice și chimice și chimice.
- Valoarea calorifică crescută, care este mai mare de 4 200 Kcal / kg. De exemplu, valoarea calorică a lemnului de foc cu diferite nivele de umiditate variază între 1500 și 2800 Kcal / kg, iar pentru cărbunele brune această valoare nu atinge nici măcar 200 Kcal / kg
- economie. Dacă utilizați lignină brichetă în loc de lemn de foc convențional, mult mai puțin combustibil va fi folosit pentru încălzirea casei
- comoditate. Brichetele de combustibil din lignină sunt vândute ambalate în folie termocontractibilă. Astfel de ambalaje simplifică foarte mult procedura de utilizare, depozitare și perioadă de depozitare îndelungată, iar diversele opțiuni pentru volumul ambalajelor fac posibilă alegerea celei mai potrivite opțiuni pentru fiecare client specific. Astfel de combustibil va necesita cu până la 30% mai puțin spațiu decât lemnul de foc convențional. Brichetele pot fi stocate mult timp și nu depind de nivelul de umiditate
- procesul de ardere. Brichetele de combustibil din lignină demonstrează un proces uniform de ardere pe termen lung. Cu aceasta, scânteile nu sunt alocate, nu există fumat. Acestea ard la același volum cu aproximativ 35% mai mult decât brichetele din lemn. Pentru clienți, aceasta înseamnă că pentru a pune un nou lot de brichete într-un șemineu, o sobă sau un cazan necesită de trei ori mai puțin
- cenușă. În procesul de ardere a ligninei brichete, nivelul conținutului de cenușă este de 15%, în timp ce arderea cărbunelui se caracterizează printr-un conținut de cenușă de 40%. Cenușa formată în timpul arderii de lignină conține un număr mare de elemente chimice utile. De exemplu, azotul ușor hidrolizat conține aproximativ 80 mg / kg, fosfor mobil - până la 3000 mg / kg și potasiu schimbabil - până la 534 mg / kg. O astfel de cenușă nu este toxică pentru microorganisme, deci poate fi utilizată ca un îngrășământ complex care conține toate mineralele și oligoelementele necesare pentru plante
- siguranță și ecologie. În timpul fabricării ligninei brichete, nu se utilizează aditivi, plastifianți sau lianți. În plus, dioxidul de carbon în arderea brichetelor se formează de aproape 50 de ori mai puțin decât arderea cărbunelui.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: