馬石瑤 劉旭亮 楊嬌嬌 謝爽 江增福(東北林業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040)
在松脂加工中,需要對松脂的一些性能進(jìn)一步考慮,比如基于不同的有機(jī)溶劑下對松脂組分的溶解性能進(jìn)行考察。松脂主要的組分為硬脂酸、左旋海松酸及樅酸[1]。對于松脂加工,使用最為廣泛的方法是水蒸氣蒸餾法,該方法主要對溶劑以及松節(jié)油進(jìn)行回收,并且不會對樹脂酸的化學(xué)組成造成影響,能夠使綜合利用效率得到有效提升。本課題筆者重點(diǎn)對溶劑沉淀分離法松脂加工工藝進(jìn)行了探究,現(xiàn)報(bào)告如下:
對于松脂來說,屬于一類不可再生資源,是由兩類物質(zhì)混合而成的,一類是液體萜烯,還有一類是固體樹脂酸。在松脂加工過程中重點(diǎn)提到溶劑沉淀分離法,主要是基于常溫常壓的條件下,對溶劑沉淀分離法加以利用,主要對松脂樹脂酸進(jìn)行分離,進(jìn)而結(jié)合蒸餾方法對溶劑以及松節(jié)油進(jìn)行回收。此類方法的好處是不會對樹脂酸的化學(xué)組成造成變化,這樣便能夠使天然松脂樹脂酸的利用效率得到大大提升。
如前所述,在松脂中主要成分是松節(jié)油與樹脂酸,同時(shí)還包括了一些不溶性雜質(zhì),比如樹皮、針葉以及泥沙等。因此在松脂的溶解方面二氯甲烷有顯著作用,因此利用二氯甲烷過程中,新鮮的松脂可不通過機(jī)械進(jìn)行粉碎,可以將其直接進(jìn)行溶解操作,這樣的好處便是能夠使雜質(zhì)的過濾分離提供便利。除此之外,需保證二氯甲烷以及乙腈的沸點(diǎn),通常分別控制在39.8℃與81.6℃,松節(jié)油的沸點(diǎn)也需要控制在160℃左右,其沸點(diǎn)差需>30℃。進(jìn)一步基于濾液中將回收得到的二氯甲烷、松節(jié)油以及乙腈進(jìn)行分離,所采用的方法是普通蒸餾法或簡單分餾法或精餾法。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明,在溶劑的分離回收方面,普通蒸餾法的效果不及簡單分餾法以及精餾法。在松節(jié)油方面,使用水蒸氣蒸餾法效果更為顯著,能夠使蒸餾溫度得到有效減弱。在使用簡單分餾法的情況下,通過氣象色譜分析表明,基于75℃之前,其餾分成分主要是二氯甲烷,乙腈含有少量;在75℃至82℃之間,其餾分成分主要是乙腈,這時(shí)二氯甲烷則含有少量;在蒸出液溫度>81℃的情況下,蒸出液的量會慢慢降低,在溫度趨于82℃的情況下,已無蒸出液流出,并且在這個(gè)時(shí)候分餾柱頂溫度會呈現(xiàn)劇降的現(xiàn)象[3]。這現(xiàn)象的發(fā)生主要是因?yàn)樗晒?jié)油的沸點(diǎn)比較高,對二氯甲烷以及乙腈進(jìn)行回收肥力的情況下,是很難有松節(jié)油蒸出的,但是對于二氯甲烷以及乙腈回收利用是非常有效的。
在松脂加工過程中,如果采取溶劑沉淀分離法,那么需要遵循一定的工藝流程,主要體現(xiàn)為:
2.3.1 在松脂的溶解方面使用二氯甲烷,采取過濾措施將針葉、樹皮以及木片等一系列不溶性雜質(zhì)進(jìn)行過濾處理?;诔貤l件下采取傳統(tǒng)方法,使用草酸水溶液對松脂溶液進(jìn)行清洗,并將水溶性雜質(zhì)和樹脂酸融合的鐵離子脫除完全,分去水相。
2.3.2 在攪拌的條件下,在有機(jī)相中添加乙腈,讓樹脂酸能夠完全沉淀,并呈現(xiàn)出顆粒分散狀態(tài),進(jìn)一步采取靜置措施,其時(shí)間維持在0.5h左右,并做好沉淀的過濾及回收工作。
2.3.3 基于常壓基礎(chǔ)上,使用分餾法對濾液進(jìn)行加熱蒸餾,做好75℃之前的良性溶劑二氯甲烷的回收工作,在75℃至82℃之間,做好非良性溶劑乙腈的回收工作。
2.3.4 在松節(jié)油分離回收方面,所使用的方法為水蒸氣蒸餾法,將殘留物蒸餾干凈,對于蒸餾過的樹脂混合物可以當(dāng)作低級松香使用,也可以用于其他方面。在樹脂酸的沉淀分離方面,松脂、二氯甲烷以及乙腈需要按照一定的質(zhì)量比進(jìn)行,質(zhì)量比維持在1:1.3:2左右[4]。把回收得來的二氯甲烷以及乙腈使用在松脂加工過程中,進(jìn)行兩次重復(fù)使用,并將松脂樹脂酸沉淀析出。
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