Липкі включення, присутні на целлюлозном волокні, часом створюють серйозні перешкоди, звані «смоляними труднощами». В даний час не існує універсального і дієвого методу для їх усунення. Пропонований спосіб обробки целюлози синергетичними сумішами поверхнево-активних речовин (ПАР) і ферментів дозволить поєднувати в собі як традиційні, так і прогресивні технології знесмолювання. Для оцінки якості роботи таких композицій в роботі проаналізовано вплив самих сумішей і їх індивідуальних компонентів на стан смоли в сульфатної невибіленої листяної целюлози. Вибір об'єкта дослідження зумовлений тим, що проблеми зі смолою особливо гостро проявляються саме при виробництві даного волокнистого напівфабрикату. Загальна смолистість целюлози була визначена екстракційно-гравіметричним методом. Стан смоли (коагулювати, капсулована або диспергована) оцінювалося методом мікроскопії. Встановлено, що обессмолівают дію неіоногенних ПАР взаємно активується при їх сумісній присутності. Однак при дії суміші неионогенного ПАР і ферменту ліпази спостерігається невелике зниження загальної смолистости. Встановлено, що незалежно від природи речовин все реагенти проявили хороші диспергуючі властивості. Показано зниження вмісту коагульованої смоли середніх розмірів при одночасному зростанні кількості диспергує смоли і при практично повній відсутності великих смоляних агломератів, що найбільш важливо для знесмолювання. Тенденція зміни стану смоли при дії синергетичної суміші неіоногенних ПАР, ймовірно, обумовлена ​​диффузионно-солюбілізаціонним механізмом знесмолювання. Аналіз обессмолівают дії обраних реагентів і їх сумішей показав, що наявні дослідження з проблеми зниження смолистости целюлози сумішами ферментів і ПАР не дають вичерпної оцінки і необхідне детальне дослідження багатофакторного процесу знесмолювання.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Сміт Р.А., Дем'янцева Є.Ю., Андрановіч О.С.


Analysis of the Resin Forms in the Process of the Short Fiber Sulphate Cellulose Deresination

Sticky inclusions in fiber often create a serious obstruction called as «pitch troubles». At the present time there is no universal and effective method for their elimination. The proposed approach of cellulose treatment with synergistic mixtures of surfactants and enzymes will allow combining both traditional and progressive deresination technologies. The influence of the mixtures of deresination agents and their individual components on the resin forms in the sulphate non-bleached short fiber (leaf) pulp was analyzed to assess the functional efficiency of these compositions. The target of research choice is due to the fact that pitch troubles particularly occur in the manufacturing of sulphate short fiber pulp. The total resin content of the cellulose was determined by the extraction-gravimetric method. The resin forms (coagulated, encapsulated or dispersed) were evaluated by microscopy. It has been established that the deresination action of nonionic surfactantsis mutually activated in the joint presents. However, a small reduction of total resin content is observed under the deresination action of a mixture of nonionic surfactant and lipase. At the same time, all reagents showed good dispersing properties regardless of their nature. A decrease in the coagulated resin content of medium size with a simultaneous increase in the dispersed resin amount and with the almost complete absence of large resin agglomerates was shown to be most important for deresination. The trend of resin forms under the effect of synergistic mixture of nonionic surfactants is probably due to the diffusion-solubilization mechanism of the deresination action. Analysis of the deresination action of selected reagents and their mixtures has shown that the existing studies on problem of reducing cellulose pitch content with mixtures of surfactants and enzymesdoes do not give an overarching assessment, soadetailed study of the multifactor deresination process is needed.


Область наук:

  • хімічні технології

  • Рік видавництва: 2019


    Журнал: Известия вищих навчальних закладів. лісовий журнал


    Наукова стаття на тему 'Аналіз стану смоли при знесмолювання сульфатної листяної целюлози'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз стану смоли при знесмолювання сульфатної листяної целюлози»

    ?УДК 676.085.2

    DOI: 10.17238 / issn0536-1036.2019.4.168

    АНАЛІЗ СТАНУ СМОЛИ ПРИ знесмолювання сульфатно листяні ЦЕЛЮЛОЗИ *

    Р.А. Сміт, аспірант; ResearcherID: O-2661-2019, ORCID: 0000-0002-9665-4636 Є.Ю. Дем'янцева, канд. хім. наук, доц .; ResearcherID: P-5165-2019, ORCID: 0000-0001-9570-1827

    О.С. Андрановіч, аспірант; ResearcherID: P-5570-2019, ORCID: 0000-0002-7947-7068

    Санкт-Петербурзький державний університет промислових технологій і дизайну, вул. Івана Черних, д. 4, Санкт-Петербург, Росія, 198095; e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Липкі включення, присутні на целлюлозном волокні, часом створюють серйозні перешкоди, звані «смоляними труднощами». В даний час не існує універсального і дієвого методу для їх усунення. Пропонований спосіб обробки целюлози синергетичними сумішами поверхнево-активних речовин (ПАР) і ферментів дозволить поєднувати в собі як традиційні, так і прогресивні технології знесмолювання. Для оцінки якості роботи таких композицій в роботі проаналізовано вплив самих сумішей і їх індивідуальних компонентів на стан смоли в сульфатної невибіленої листяної целюлози. Вибір об'єкта дослідження зумовлений тим, що проблеми зі смолою особливо гостро проявляються саме при виробництві даного волокнистого напівфабрикату. Загальна смолистість целюлози була визначена екстракційно-гравіметричним методом. Стан смоли (коагулювати, капсулована або диспергована) оцінювалося методом мікроскопії. Встановлено, що обессмолівают дію неіоногенних ПАР взаємно активується при їх сумісній присутності. Однак при дії суміші неионогенного ПАР і ферменту ліпази спостерігається невелике зниження загальної смолистости. Встановлено, що незалежно від природи речовин все реагенти проявили хороші диспергуючі властивості. Показано зниження вмісту коагульованої смоли середніх розмірів при одночасному зростанні кількості диспергує смоли і при практично повній відсутності великих смоляних агломератів, що найбільш важливо для знесмолювання. Тенденція зміни стану смоли при дії синергетичної суміші неіоногенних ПАР, ймовірно, обумовлена ​​диффузионно-солюбілізаціонним механізмом знесмолювання. Аналіз обессмолівают дії обраних реагентів і їх сумішей показав, що наявні дослідження з проблеми зниження смолистости целюлози сумішами ферментів і ПАР не дають вичерпної оцінки і необхідне детальне дослідження багатофакторного процесу знесмолювання.

    Для цитування: Сміт Р.А., Дем'янцева Є.Ю., Андрановіч О.С. Аналіз стану смоли при знесмолювання сульфатної листяної целюлози // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 168-178. (Изв. Вищ. Навч. Закладів). DOI: 10.17238 / issn0536-1036.2019.4.168

    Ключові слова: знесмолювання, частинки смоли, синергетичні суміші, мікроскопія, екстракція.

    * Стаття опублікована в рамках реалізації програми розвитку наукових журналів в 2019 р.

    Вступ

    Проблема «смоляних труднощів», незважаючи на свою багаторічну історію, так і не знайшла універсального і радикального вирішення. Необхідно різнобічно дослідити вплив обессмолівают добавок на основні параметри, які можуть бути інформативні при розробці технології зниження смолистости волокнистих напівфабрикатів.

    Широко поширений досвід застосування поверхнево-активних речовин (ПАР) різної природи в процесі делигнификации деревини не дає необхідного рівня вмісту смоли в сульфатної целюлози [3, 17].

    Застосування ферменту ліпази часто дозволяє успішно знижувати смолистість целюлози, а також є більш екологічно безпечним способом в порівнянні з ПАР [2], що відповідає напрямкам розвитку найкращих доступних технологій [9, 12]. Однак він не позбавлений недоліків: високу вартість реагенту і умов його застосування [14].

    Спільне використання ПАР і ферментів у вигляді синергетичних сумішей передбачає краще обессмолівают дію. Відомо безліч робіт в області взаємодії амфіфільних сполук різної природи і ферментів, в тому числі ліпази. Однак суперечливість даних не дозволяє прогнозувати поведінку таких систем при виробництві волокнистих напівфабрикатів [13, 15, 16, 18, 19, 20]. У зв'язку з цим необхідно моделювання процесу ефективної взаємодії в системі ПАР-ліпаза.

    Не завжди велика смолистість целюлози призводить до смоляним ускладнень. Найчастіше невелика її кількість рекламуватиме освіту смоляних відкладень. Особливу роль відіграє дисперсний склад смоляних частинок. Дрібні частинки здатні забивати пори паренхімних клітин, що призводить до неможливості їх видалення з волокна. Скупчення ж великих часток може послужити «центром наростання» агрегатів, які згодом осядуть на обладнанні.

    Основою створення будь-якої технології знесмолювання є дослідження впливу реагентів на показники вмісту смоли в целюлозі. Справжня робота присвячена встановленню ступеня узгодженості між даними хімічного і мікроскопічного аналізів.

    Об'єкти і методи дослідження

    У роботі були використані зразки сульфатної невибіленої листяної целюлози ( «International paper», м Святогірськ), при виробництві якої проблема відкладень смоли є найбільш гострою. Зміст екстрактивних речовин в целюлозі склало 0,70%.

    Обессмолівают реагентами було обрано такі речовини: неіоногенні ПАР вітчизняного виробництва Синтанол ДС-10 (суміш по-ліоксіетіленгліколевих ефірів синтетичних первинних вищих жирних спиртів фракції С12-С14) і сінтамід-5 (суміш поліоксиетілірованноє ефірів моноетаноламідов синтетичних жирних кислот кокосового масла фракції С7 С17), а також препарат ліпази Lipex 100L ( «Novozymes», Данія). Біо-розчинність неіоногенних ПАР Синтанол ДС-10 і сінтаміда-5 складає 78 і 65 ... 70% відповідно [1].

    Колоїдно-хімічні характеристики обраних речовин були визначені на підставі дослідження ізотерм поверхневого натягу, отриманих методом відриву кільця дю-Ну і в роботі [10].

    Для знесмолювання целюлози 2 г повітряно-сухого напівфабрикату витримували в 100 см3 розчину ПАР з розрахунку 1 кг / т а. с. ц. або розчину ферменту з розрахунку 0,5 кг / т а. с. ц. при температурі 60 ° С протягом 1 ч. Після промивання дистильованою водою сушили на повітрі.

    Для визначення загальної кількості смоли в целюлозі застосовували стандартний екстракційно-гравіметричний метод [4]. Ступінь знесмолювання (СО,%) розраховували за такою формулою:

    (

    СО = 100 -

    -Е2-100

    Е,

    А

    де Е1 і Е2 - масова частка смол і жирів відповідно до після обробки целюлози,% до а. с. ц.

    Адитивний внесок (АВ) кожного компонента в обессмолівают композиціях:

    АВ = СО1) + (ю2- СО2), де ю12 - частка компонентів 1 і 2 в обессмолівают суміші; Сор СО2 - ступінь знесмолювання при дії кожного компонента в обессмолівают суміші.

    Дисперсний склад смоляних частинок в целюлозі визначали мікроскопічним методом [6, 8] з використанням світлового автономного мікроскопа з камерою «БІОМЕД-6» (препарати розглядали на окулярі WF10X і об'єктивах 10x0,25 і 40x0,65) за допомогою програмного забезпечення «^ сореТес» . Метод полягає у фарбуванні частинок смоли спирто-ацетоновій розчином препарату судан-Ш і підрахунку кількості частинок певного розміру. Відповідно до дисперсністю часток смола була розподілена на наступні групи: диспергована (вільна), коагульованої (осіла на волокнах) і внутріволоконная (капсулована). Коагульованої смолу ідентифікували як агрегати, закріплені на волокні (рис. 1); капсулована смола забарвлена ​​в жовто-червоний колір (рис. 2); диспергована смола виглядає як безліч дрібних частинок, розташованих на невеликій ділянці волокна (рис. 3).

    а

    в

    Мал. 1. Вид коагульованої смоли: а - розмір 7,5 ... 25 мкм; б - розмір 5,0 ... 7,5 мкм; в - розмір 28 ... 165 мкм

    Fig. 1. Imagery of a Coagulated Resin: а - size 7,5 ... 25 mcm; б - size 5,0 ... 7,5 mcm; в - size 28 ... 165 mcm

    Мал. 2. Форма капсулированной смоли Fig. 2. Imagery of an Encapsulated Resin

    Мал. 3. Вид диспергує смоли (розмір до 5,0 мкм) Fig. 3. Imagery of a Dispersed Resin (to 5.0 mcm)

    На підставі попередньої статистичної обробки експериментального матеріалу для визначення дисперсного складу смоли і забезпечення заданої точності і надійності було взято за 700 волокон целюлози. Кількість смоли кожної групи оцінювалося в процентному змісті щодо обробленого волокна.

    Кількість липких включень на волокні безпосередньо залежить від обсягу використаної промивної води, тривалості та інтенсивності промивки. Ступінь промивання контролювали спектрофотометричним дослідженням промивних вод.

    Результати дослідження та їх обговорення

    При прогнозуванні ефективності застосування різних амфі-профільними з'єднань в якості інтенсифікують знесмолювання добавок було переконливо встановлено [5, 7], що саме колоїдно-хімічні параметри є об'єктивними критеріями їх підбору в вигляді сумішей різного складу. Критична концентрація міцелоутворення (ККМ), поверхнева активність, солюбілізірующая і емульгуюча здатності, питома мицеллярная поверхню дозволяють визначити оптимальний витрата реагенту, зумовлюють стабілізуючі властивості ПАР і агрегатів-ву стійкість смоляних частинок.

    При змішуванні ПАР в певних співвідношеннях слід очікувати активації колоїдно-хімічних властивостей. Так, застосування синергетичних сумішей призводить до поліпшеного мікроемульгірованію, солюбилизации з утворенням стійких до коагуляції систем і меншому витраті обессмолі-вающих реагентів.

    Співвідношення компонентів суміші було вибрано відповідно до встановленими максимальними синергетическим ефектом за основними колоїдно-хімічними характеристиками [10]. Найбільшим синергізмом володіє суміш неіоногенних ПАР Синтанол ДС-10-сінтамід-5 в співвідношенні 70:30.

    Також було визначено, що найбільше відхилення від адитивних значень в бінарній суміші ПАР-фермент спостерігається при переважному змісті Синтанол ДС-10 в композиції (70%). Вибрані композиції і індивідуальні компоненти були досліджені в якості реагентів, обессмолівают-щих целюлозу.

    Результати хімічного аналізу представлені в табл. 1.

    Таблиця 1

    Обессмолівают дію реагентів

    Обессмолівают реагент Зміст смоли,% до а. с. ц. Ступінь знесмолювання / адитивні значення,%

    Без обробки 0,70 -

    Синтанол ДС-10 0,43 38 / -

    Сінтамід-5 0,57 18 / -

    Lipex 100L 0,22 68 / -

    Синтанол ДС-10-сінтамід-5 (70:30) 0,22 68/32

    Синтанол ДС-10-Урех (70:30) 0,39 45/47

    Встановлено, що краще знесмолювання в разі неіоногенних ПАР досягається при використанні їх у вигляді синергетичних композицій (фактичне знесмолювання вище розрахункового адитивного значення більш ніж в 2 рази). Висока обессмолівают здатність ліпази пов'язана з досить великим вмістом жирів в складі екстрактивних речовин листяних порід. Однак спільне застосування ліпази з Синтанол ДС-10 не привело до зниження загальної смолистости сульфатної листяної целюлози в порівнянні з індивідуальними речовинами. Оскільки до смоляним ускладнень не завжди призводить підвищений загальний вміст смоли, а стан, в якому вона знаходиться на волокні, то для уточнення обессмолівают дії реагентів здійснений мікроскопічний підрахунок смоляних частинок, забарвлених препаратом судан-Ш.

    Як видно з наведених в табл. 2. даних, кількість капсулированной смоли, в залежності від її розмірів варіюється в межах 1,3 ... 0,5% або взагалі не змінюється.

    Таблиця 2

    Зміст капсулированной смоли в целюлозі

    Обессмолівают реагент Зміст смоли,%

    12 ... 45 мкм >80 мкм

    Вихідна целюлоза 0,3 1,7

    Синтанол ДС-10 0,3 0,3

    Сінтамід-5 - 0,3

    Lipex 100L 1,0 0,7

    Синтанол ДС-10-сінтамід-5 (70:30) - 1,5

    Синтанол ДС-10-Урех 100L (70:30) - 1,5

    Внаслідок того, що зміст даного виду смоли знаходиться в межах похибки, при подальшому аналізі дисперсного складу смоли в целюлозних волокнах вона не розглядалася. Більш детально було проаналізує-

    ровано зміст коагульованої і диспергує смоли. Результати представлені на рис. 4.

    30

    ? про.

    25 20 15 10

    5

    I I I .11 l.l

    Вихідна целюлоза Синтанол ДС-10 Сінтамід -5 Lipex 100L Синтанол ДС-10-Сінтамід-5 (70:30) Синтанол ДС-10-LipexlOOL (70:30)

    | Коагульованої (5..Л 5 мкм) 0,0 0,0 6,0 0,0 14,0 10,3

    | Коагульованої (7,5 ... 25 мкм) 18,3 12,0 7,7 9,0 6,0 6,3

    | Коагульованої (28 ... 165 мкм) 3,0 1,3 0,0 0,3 0,0 0,0

    | Дисперговані 6,0 27,3 15,7 11,7 19,3 27,0

    Мал. 4. Зміст коагульованої і диспергує смоли до і після обробки Fig. 4. Content of Coagulated and Dispersed Resin Before and After Treatment

    Як видно з рис. 4, у вихідній сульфатної целюлози поверхнева смола знаходиться в основному в коагульованої стані з присутністю частинок великих розмірів. Ефективність дії обессмолівают реагентів оцінювалася по збільшенню кількості диспергує смоли і зменшення коагульованої. Незважаючи на слабке зниження загальної смолистости при дії суміші Синтанол ДС-10-Lipex 100L за даними мікроскопічного аналізу найкращим обессмолівают дію має саме ця композиція, так як процентний вміст диспергує смоли збільшилася з 6,0 до 27,0% при повній відсутності великих часток коагульованої смоли.

    При дії суміші Синтанол ДС-10-сінтамід-5 (70:30) процентний вміст диспергує смоли піднялося лише до 19,3%. Ймовірно, це пов'язано з тим, що обессмолівают дію даної суміші відбувається за диффузионно-солюбілізаціонному механізму, що підтверджується даними про солюбілізаціонной здатності цих систем [10].

    Коагульованої смола має розміри, які можуть варіюватися від 5,0 до 165,0 мкм. Для встановлення ефективності обессмолівают дії реагентів було вирішено розділити коагульованої смолу на три групи за розмірами (рис. 1). До першої групи входять частинки розміром 5,0 ... 7,5 мкм. Збільшення їх процентного вмісту говорить про здатність обессмоліва-ющего реагенту розбивати великі частки на більш дрібні. Друга група складається з частинок середнього розміру (7,5 ... 25,0 мкм), зменшення процентного вмісту яких говорить про те, що частинки переходять в розряд диспергованих. У третю групу входять агломерати, де скупчення смоли максимальне і розміри можуть перевершувати діаметр волокна (28,0 ... 165,0 мкм). Після обробки поверхнево-активними речовинами або липазой великі частки коагульованої смоли або зникають, або процентний вміст їх стає дуже мало. Така смола диспергується на частки, відповідні другий або першої групи, або переходить в розряд диспергує.

    У всіх представлених випадках набагато зменшилися великі скупчення смоли, знизилося процентний вміст частинок середнього розміру і збільшилася процентний вміст дрібних частинок і диспергує смоли. Незалежно від природи речовин все реагенти проявили хороші диспергуючі властивості. Зміст смоли другої групи знизилося при дії Синтанол ДС-10 на 34%, сінтаміда-5 - на 58%, Lipex 100L - на 50%, при дії сі-нергетіческіх сумішей Синтанол ДС-10-сінтамід-5 - на 67%, Синтанол ДС-10-Lipex 100L - до 66%. Частинки найбільших розмірів в більшості випадків зникли повністю.

    висновок

    Вивчено знесмолювання сукна сульфатної листяної целюлози сумішами ферментів з неіоногенними ПАР і показано, що, незважаючи на незначне зниження загального вмісту смоли в целюлозі, дія таких систем цілком може бути ефективним при боротьбі із залишковою поверхневої смолою.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Абрамзон А.А., Бочаров В.В., Гайовий Г.М. Поверхнево-активні речовини: довід. Л .: Хімія, 1979. 376 с.

    2. Болотова К.С., Новожилов Є.В. Застосування ферментних технологій для підвищення екологічної безпеки целюлозно-паперового виробництва // Хімія рослинної сировини. 2015. № 3. С. 5-23. DOI: 10.14258 / jcprm.201503575

    3. ГОСТ 14940-75. Целюлоза сульфатна білена із листяної деревини (осикова). Технічні умови. М .: Державний комітет СРСР по стандартах, 1986.

    4. ГОСТ 6841-77. Целюлоза. Метод визначення смол і жирів. М .: ІПК Видавництво стандартів, 1998..

    5. Ковальова І.М., Шпензер Н.П., Талмуд С.Л. Шляхи раціонального вибору сумішей ПАР для обессмолівают добавок, що застосовуються в процесі сульфітної варіння целюлози // Журнал прикладної хімії. 1983. № 9. С. 2131-2135.

    6. Ковтун Т.М., Хакимов Р.Р. Використання обессмолівают речовин при варінні листяної сульфатної целюлози // Хімія рослинної сировини. 2009. № 1. С. 37-41.

    7. Лисогірська Н.П. Наукові основи знесмолювання целюлози поверхнево-активними речовинами: дис. ... д-ра хім. наук: 05.21.03. СПб., 1993. 417 с.

    6. Печурін Т.Б., Миловидова Л.А., КомароваГ.В., Комаров В.І. Вплив добавок діспергантов на зміну стану смоли і зміст екстрактивних речовин в листяної сульфатної целюлози // Лесн. журн. 2003. № 2-3. С. 68-75. (Изв. Вищ. Навч. Закладів).

    9. Виробництво целюлози, деревної маси, паперу, картону: інформаційно-технічний довідник по найкращим доступним технологіям. М .: Бюро НДТ, 2015. 479 с.

    10. Сміт Р.А., Дем'янцева Є.Ю., Андрановіч О.С. Вплив ліпази на міцеллообразующие і солюбілізірующую здатність неіоногенних поверхнево-активних речовин // Хімія і хім. технологія. 2018. Т. 61, вип. 6. С. 54-60. (Изв. Вищ. Навч. Закладів). DOI: 10.6060 / tcct.20186106.5696

    11. 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.

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

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

    14. Gutierrez A., del Rio J.C., Martinez M.J., Martinez A.T. The Biotechnological Control of Pitch in Paper Pulp Manufacturing. Trends in Biotechnology, 2001., vol.19, no. 9, pp. 340-348.

    15. 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

    16. 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

    17. 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

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

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

    20. 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

    надійшла 14.02.19

    UDC 676.085.2

    DOI: 10.17238 / issn0536-1036.2019.4.168

    Analysis of the Resin Forms in the Process of the Short Fiber Sulphate Cellulose Deresination *

    R.A. Smith, Postgraduate student; ResearcherID: 0-2661-2019, ORCID: 0000-0002-9665-4636 E.Yu. Demyantseva, Candidate of Chemistry, Assoc. Prof .; ResearcherID: P-5165-2019, ORCID: 0000-0001-9570-1827

    O.S. Andranovich, Postgraduate student; ResearcherID: P-5570-2019, ORCID: 0000-0002-7947-7068

    Saint-Petersburg State University of Industrial Technology and Design, 4 Ivana Chernykh St., Saint-Petersburg, 198095, Russian Federation;

    e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Sticky inclusions in fiber often create a serious obstruction called as «pitch troubles». At the present time there is no universal and effective method for their elimination. The proposed approach of cellulose treatment with synergistic mixtures of surfactants and enzymes will allow combining both traditional and progressive deresination technologies. The influence of the mixtures of deresination agents and their individual components on the resin forms in the sulphate non-bleached short fiber (leaf) pulp was analyzed to assess the functional efficiency

    * The article was published in the framework of implementation the development program of scientific journals in 2019.

    of these compositions. The target of research choice is due to the fact that pitch troubles particularly occur in the manufacturing of sulphate short fiber pulp. The total resin content of the cellulose was determined by the extraction-gravimetric method. The resin forms (coagulated, encapsulated or dispersed) were evaluated by microscopy. It has been established that the der-esination action of nonionic surfactantsis mutually activated in the joint presents. However, a small reduction of total resin content is observed under the deresination action of a mixture of nonionic surfactant and lipase. At the same time, all reagents showed good dispersing properties regardless of their nature. A decrease in the coagulated resin content of medium size with a simultaneous increase in the dispersed resin amount and with the almost complete absence of large resin agglomerates was shown to be most important for deresination. The trend of resin forms under the effect of synergistic mixture of nonionic surfactants is probably due to the diffusion-solubilization mechanism of the deresination action. Analysis of the deresination action of selected reagents and their mixtures has shown that the existing studies on problem of reducing cellulose pitch content with mixtures of surfactants and enzymesdoes do not give an overarching assessment, so a detailed study of the multifactor deresination process is needed.

    For citation: Smith R.A., Demyantseva E.Yu., Andranovich O.S. Analysis of resin forms in the process of sulphate hardwood cellulose deresination. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp.168-178. DOI: 10.17238 / issn0536-1036.2019.4.168

    Keywords: deresination, pitch particles, synergistic mixtures, microscopy, extraction.

    REFERENCES

    1. Abramzon A.A., Bocharov V.V., Gaevoi G.M. Superficially Active Substances: Handbook. Leningrad, Khimiya Publ .. 1979. 376 p.

    2. Bolotova K.S., Novozhilov E.V. The Use of Enzyme Technologies for The Environmental Safety Improvment of Pulp and Paper Manufacturing. Khimiya Rastitel'nogo Syr 'ya, 2015-го, no. 3. pp. 5-23. DOI: 10.14258 / jcprm.201503575

    3. GOST 14940-75. Bleached sulphate short fiber cellulose (aspen). Specifications. Moscow, Standards Publ., 1986.

    4. GOST 6841-77. Cellulose. Method for Determination of Pitch and Fats. Moscow, Standards Publ., 1998..

    5. Kovaleva I.N., Shpenzer N.P., Talmud S.L. Ways of a Judicious Choice of Sufactant Mixtures for Deresination Agents Used in the Process of Sulfite Pulping. Journal of Applied chemistry, 1983, no. 9, pp. 2131-2135.

    6. Kovtun T. N., Hakimov R.R. The use of deresination agents during cooking of short fiber sulphate pulp. Khimija rastitel'nogo syr'ja 2009, no. 1. pp. 37-41.

    7. Lysogorskaja N.P. Scientific Basis of Surfactant Deresination of the Cellulose: Doct. Chem. Sci. Diss. Saint-Petersburg, 1993. 417 p.

    8. Pechurina T.B., Milovidova L.A., Komarova G.V., Komarov V.I. The Effect of Dispersant Additives on the Change In The Resin Condition and the Extractive Substances Content in Hardwood Sulphate Pulp. Lesnoy Zhurnal, 2003 no. 2-3, pp. 68-75.

    9. Manufacturing of Pulp, Wood Pulp, Paper, Cardboard: Handbook. Moscow, NDT Bureau Publ., 2015-го, 479 p.

    10. Smit R.A., Dem'janceva E. Ju., Andranovich O.S. Impact of Lipase on Micelle Formation and Solubilization Abilities of Non-Ionic Surfactants. Khimiya andKhimicheskiye Technologies, 2018, vol. 61, no. 6, pp. 54-60. DOI: 10.6060 / tcct.20186106.5696

    11. 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.

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

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

    14. Gutierrez A., del Rio J.C., Martinez M.J., Martinez A.T. The Biotechnological Control of Pitch in Paper Pulp Manufacturing. Trends in Biotechnology, 2001., vol.19, no. 9, pp. 340-348.

    15. 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

    16. 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

    17. 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

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

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

    20. 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

    Received on February 14, 2019


    Ключові слова: знесмолювання /ЧАСТИНКИ смоли /синергетичний СУМІШІ /МІКРОСКОПІЯ /ЕКСТРАКЦІЯ /DERESINATION /PITCH PARTICLES /SYNERGISTIC MIXTURES /MICROSCOPY /EXTRACTION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити