Directiile principale de prelucrare chimica a lemnului

In prezent lemnul se foloseste pe larg in calitate de material de constructie si ca materie prima in industria chimica. In constructie si in industria de fabricare a mobilei el este solicitat gratie calitatilor sale unice cum sint: rezistenta mecanica inalta avind densitate redusa de multe ori mai mica decit a metalelor, elasticitate, conductibilitate termica mica. El poate fi prelucrat usor folosind un instrument obisnuit. Gratie porozitatii sale lemnul poate fi impregnat cu diverse lichide si in acest mod poate fi protejat. Pentru ameliorarea stabilitatii biologice, micsorarea inflamabilitatii si capacitatii lui de a imbiba apa au fost elaborate metode eficace. Lemnul prelucrat cu antiseptici devine invulnerabil la atacul ciupercilor si diverselor insecte (lemn antiseptizat), iar cel tratat cu antipireni mult mai greu se aprinde si arde (lemn ignifugat).

Concomitent cu dezvoltarea industriei chimice in general, creste diversitatea metodelor de prelucrare chimica a lemnului. In cadrul economiei mondiale productia de mobila reprezinta circa 45 % din productia industriei de prelucrare a lemnului. Industria hirtiei consuma circa 40 % din totalul materiei lemnoase, restul fiind utilizat la mobila, constructii, ambalage etc. Datorita faptului ca lignina poate fi dizolvata prin fierberea lemnului cu solutii de baze alcaline, de saruri ale acidului sulfuros si cu alti reagenti chimici, din lemn se poate produce celuloza tehnica si alte semiproduse fibrilare. Acestea se folosesc la fabricarea hirtiei si a cartonului. De mentionat ca cea mai mare cantitate de lemn la nivel mondial este supus prelucrarii chimice pentru producerea celulozei si a hirtiei. Aproape toate varietatile de hirtie se produc din celuloza extrasa din lemn si din paste lemnoase. Cantitati mari de celuloza tehnica se consuma si pentru fabricarea cartonului.

Celuloza extrasa din lemn prezinta sursa principala pentru producerea fibrelor artificiale. Matasea de viscoza se produce exclusiv din celuloza extrasa din lemn (1 m³ de lemn poate fi transformat in 170 - 200 kg de viscoza si, respectiv, 160 - 170 kg de matase). Matasea de viscoza inlocuieste tot mai insistent tesaturile naturale nu numai din viata cotidiana, dar si in tehnica. Diverse coarde, fringhii subtiri, sfoare se confectioneaza din fibre de viscoza si sint absolut necesare la producerea anvelopelor avia si auto. Coardele de viscoza au rezistenta mecanica si stabilitate termica mai buna comparativ cu cele din bumbac. Anvelopele auto cu coarda din viscoza servesc o perioada de 1,5 ori mai indelungata. Din fibre de viscoza se poate obtine lina si blanuri artificiale.

Nitrocelulozele obtinute din celuloza tehnica de calitate se folosesc la fabricarea peliculelor, lacurilor, maselor plastice, pulberii fara fum. Din celuloza se obtine acetilceluloza, care se poate transforma in pelicule, lacuri si mase plastice mai putin inflamabile decit cele din nitroceluloza. Din acetilceluloza se produce matase artificiala care este foarte apropiata dupa calitatile sale de matasea naturala.

Industria de fabricare a celulozei si hirtiei din lemn devine tot mai avantajoasa din punct de vedere economic, contribuind la utilizarea deseurilor si diverselor produse secundare. Asa este producerea drojdiilor furagere, alcoolului etilic, a extractelor tanante din lesiile sulfitice. Deseurile de la fierberea sulfat a lemnului, in special lignina alcalina, se folosesc la amplificarea cauciucului, pentru obtinerea rasinilor.

O alta directie importanta de prelucrare chimica a lemnului este industria hidrolitica, care prezinta o ramura a industriei microbiologice. La baza ei sta capacitatea polizaharidelor din lemn de a hidroliza sub actiunea catalitica a acizilor minerali tari. Industria hidrolitica admite transformarea multiplelor deseuri lemnoase, inclusiv si celor din agricultura, in produse valoroase. Unul dintre ele este alcoolul etilic care este utilizat pentru obtinerea cauciucului sintetic si altor compusi organici sintetici. Un alt produs principal al industriei hidrolitice este drojdia furagera foarte importanta pentru hrana animalelor. In plus industria hidrolitica produce xilita, furfural si alte substante.

In ultimii ani pe tot globul pamintesc se reduc foarte repede rezervele de hidrocarburi (petrol, gaz metan etc.). Din cauza asta se dezvolta foarte repede industria chimica si biotehnologica de prelucrare a biomasei de natura vegetala - a lemnului si plantelor agricole. Spre deosebire de petrol si gaz natural rezervele de biomasa sint renovabile fiind rezultatul procesului de fotosinteza in plantele superioare. Pe Terra in fiecare an se formeaza circa 200 miliarde tone biomasa celulozica. Biosinteza celulozei este o sinteza de cele mai mari proportii care a fost in trecut, exista in prezent si va fi in viitor. Se poate prognoza cu incredere ca in viitorul apropiat principala sursa de compusi organici va fi lemnul, plantele agricole si carbunele de pamint, care la rindul sau este de origine vegetala. Industria hidrolitica este o parte componenta de productie a biotehnologiei care se preocupa de sinteza substantelor pretioase si prelucrarea produselor de origine biologica. Hidroliza materiilor vegetale este una din cele mai importante directii de prelucrare chimica a lemnului, deoarece in combinare cu alte procese biotehnologice permite obtinerea diverselor produse furagere si nutritive, preparate cu activitate biologica, preparate farmaceutice, monomeri si rasini sintetice, combustibil lichid si multe alte produse cu destinatie tehnica.

Pentru prelucrarea hidrolitica a biomasei vegetale, importanta deosebita are componenta hidratilor de carbon in materia prima. Din acest punct de vedere se deosebesc doua varietati:

Lemnul rasinoaselor;

Materia prima pentozanica.

La cea de a doua se refera lemnul foioaselor, ramasitele de la prelucrarea lui mecanica, de la extragerea taninurilor, resturile de la prelucrarea plantelor agricole, stuful si alte specii de trestie. Materia prima pentozanica contine de 2 - 3 ori mai multe pentozane decit lemnul rasinoaselor si asta influenteaza directia de prelucrare hidrolitica. Deoarece alcoolul etilic se obtine prin fermentatie numai din hexoze, pentru producerea lui se va intrebuinta numai hidrolizatele lemnului de rasinoase. Hidrolizatele care se obtin din materia prima pentozanica vor fi directionate la producerea drojdiilor furagere, a furfuralului sau xilitei. Schema generala de utilizare a acestor varietati de materie prima in industria hidrolitica poate fi prezentata:

Mentionam ca foarte des la prelucrarea hidrolitica ajunge si lemnul necuratat de coaja. Coaja insa se deosebeste printr-un continut redus de polizaharide. Din cauza asta randamentul produselor industriei hidrolitice din lemnul necuratat de coaja este mai mic. Se considera ca materia prima standard trebuie sa contina nu mai putin de 60 % polizaharide. Lemnul foioaselor care ajunge la prelucrarea hidrolitica deseori este atacat de putregai, ceea ce de asemenea micsoreaza randamentul productiei. De exemplu, daca continutul de putregai in lemnul de mesteacan creste de la 4 % pina la 22 %, atunci continutul de pentozani se reduce de la 22,4 % pina la 19 %, iar continutul de polizaharide - de la 64 % pina la 59 %.

Din punct de vedere tehnologic materia prima pentozanica trebuie sa admita un randament bun de xilita alimentara sau furfural, care depinde in primul rind de proportia pentozanilor. Un continut mai valoros de pentozani este in miezul ciocalailor de porumb si in coaja de bumbac. Acestea, precum si cojile de ovas, floarea soarelui, orez etc. se folosesc deseori pentru producerea xilitei sau a furfuralului. Pastrind timp indelungat ramasitele de la prelucrarea plantelor agricole se accelereaza putrezirea lor - proces la care scade in primul rind continutul de polizaharide si, deci, scade valoarea lor ca materie prima pentru prelucrarea hidrolitica. Hidrolizatele de calitate se pot obtine din materia prima pentozanica cu 65 - 68 % de polizaharide.

A treia directie de prelucrare chimica a lemnului este industria chimica forestiera. Prin piroliza lemnului aici se obtine alcoolul metilic, acidul acetic, carbune activat, gaze de generator, rasini fenolice si alte produse pretioase. O importanta deosebita are extragerea sacizului si terebentinei dupa recoltarea sucurilor lactice in padurile de pin. Colofoniul si terebentina se folosesc in numeroase ramuri ale industriei, mai ales in calitate de materie prima la obtinerea unor substante organice necesare in parfumerie, farmaceutica si la producerea lacurilor si vopselelor. Prin extragere din lemn se obtin concentrate de taninuri, care, de rind cu alte preparate sintetice, se folosesc pentru tabacirea pielei. Din frunzisul coniferilor in ultimii ani se produce pasta mixta constituita din clorofila si carotene care se intrebuinteaza in medicina si parfumerie, concentrate de vitamine, precum si alte preparate farmaceutice.

Lemnul plastifiat capata proprietati fizico-mecanice cu totul deosebite, ceea ce se foloseste la producerea diferitor placi din aschii de lemn imbibat cu rasini naturale sau sintetice (lemn melaminat). In ultima perioada de timp se dezvolta vertiginos industria materialelor plastice lemnoase. Acestea sint niste materiale care se produc din rumegus, aschii de lemn sau hirtie, folosind in calitate de liant diverse rasini. Placile aglomerate din lemn produse din asemenea materiale se folosesc la constructia cladirilor, diferitor masini, vagoane, navelor maritime, automobilelor, mobilei etc. O atare directie de utilizare a lemnului este foarte benefica deoarece permite utilizarea efectiva a deseurilor si ramasitilor de la prelucrarea lemnului. Producerea 1 m³ de placi aglomerate din lemn poate economisi 7 m³ de lemn de constructie.

Incepe sa se implimenteze de acum si lemnul modificat. Se are in vedere modificarea peretilor celulari ai lemnului prin inserarea unor compusi macromoleculari. Prin asemenea modificare lemnul capata proprietati noi superioare fata de polimerii sintetici si lemnul natural.

Lemnul, prin deosebire de alte materii prime naturale (carbune, petrol, gaz metan) prezinta o sursa naturala renovabila. Padurile sint niste laboratoare naturale, in care are loc transformarea prin fotosinteza a dioxidului de carbon din aer in substante organice, consumindu-se si, deci, rezervindu-se energia solara. Conform calculelor efectuate de savantii botanisti, in paduri sint concentrate 80% din rezervele mondiale de compusi organici. Pentru a consuma rational aceasta bogatie naturala este necesara in primul rind administrarea corecta a gospodariei silvice si in al doilea rind obtinerea produsului maxim posibil de la fiecare unitate de teren impadurit.

Notam ca pentru prelucrarea chimica poate fi utilizat si lemnul de calitate inferioara si chiar ramasitele si deseurile de la exploatarile forestiere, de cherestea, de la prelucrarea mecanica a lemnului. Se cere de creat complexe puternice de prelucrare industriala care ar include atit prelucrarea mecanica cit si cea chimica pentru a garanta utilizarea rationala si completa a lemnului.

1. Producerea celulozei tehnice din lemn

Prin fierberea lemnului tocat, adica la prelucrarea lui cu solutiile unor reagenti chimici (solutii pentru fiert) la temperatura si presiune inalta, are loc delignificarea lemnului. Se are in vedere ca cea mai mare parte a ligninei se solubilizeaza, celulele lemnoase se desprind una de alta si se obtine un material fibrilar - celuloza tehnica. Cele mai importante procedee de obtinere a celulozei tehnice sint procedeele sulfat si sulfit. Se mai practica si diverse metode combinate sau treptate de fierbere. Se considera ca au perspectiva metodele oxidative: cu oxigen si alcalii sau cu oxigen si soda. Acesti reagenti nu contin sulf si, deci, poluarea mediului ambiant este mai putin periculoasa.

Alegind reagentii chimici si conditiile procesului de fierbere se poate reglamenta randamentul celulozei tehnice si proprietatile ei, in principal continutul rezidual de lignina. Cu cit mai complet este eliminata lignina la etapa de fierbere, cu atit mai deschisa este culoarea materialului fibrilar, dar randamentul lui este mai mic. In industrie se produce celuloza cu randament normal (40 - 50 % din masa lemnului absolut uscat). Aceasta la rindul sau poate fi dura (contine 3 - 8 % de lignina), semidura (contine 1,5 - 3 % de lignina) si moale (contine mai putin de 1,5 % de lignina). Se cunosc procedee cu randament inalt (50 - 60 % din masa lemnului absolut uscat). Se mai produce asa numita semiceluloza (randamentul de 60 - 85 %) in care ramine jumatate sau mai multa lignina si care se cere macinata pentru a o transforma in pasta fibrilara lemnoasa.

Celuloza tehnica nealbita este buna pentru fabricarea hirtiei de ziare si de ambalaj, a cartonului s. a. Pentru fabricarea hirtiei de calitate superioara de scris sau de imprimare cu grad inalt de alb se foloseste celuloza semidura sau moale, albita, fiind prelucrata cu reagenti chimici speciali, cum sint: clorul, dioxidul de clor, hipocloritul de calciu sau sodiu, apa oxigenata.

Celuloza purificata in mod special (celuloza innobilata) care contine cca. 92 - 97 % de alfa-celuloza (o fractiune a celulozei care nu se dizolva in solutie de hidroxid de sodiu de 17,5 %) se foloseste la fabricarea fibrelor artificiale - matasei de viscoza si coardei de viscoza cu rezistenta inalta. Acestea sint necesare pentru producerea anvelopelor auto si avia.

Pasta lemnoasa se obtine printr-un tratament special mecanic de defibrare, cind fibrele lemnoase se desprind unele de altele. Cantitati mari de pasta lemnoasa se obtine din maculatura, proportia careia in procesul de producere a hirtiei si a cartonului fiind mai mare de 20 %.

Celuloza sulfat se produce fierbind lemnul in solutie pentru fiert constituita din hidroxid de sodiu, sulfura de sodiu si o cantitate mica de carbonat si sulfat de sodiu. NaOH si Na₂S sint componentele chimice active a solutiei pentru fiert (lesie alba). Concentratia lor sumara recalculata la Na₂O variaza intre 70 si 120 g/l. Cu cit mai mare este concentratia componentei active, temperatura si presiunea in cazan, cu atit mai repede si mai deplin se elimina lignina. Totodata scade randamentul celulozei tehnice. Cel mai des in cazanul de fierbere se mentine temperatura de 165 - 180 ^oC, presiunea 0,7 - 1,2 MPa (1 MPa = 9,81, cca. 10 kgc/cm²). Hidromodulul, adica volumul lichidului in m³ la 1 t de lemn absolut uscat, este de 4 4,5 : 1.

Pentru producerea celulozei tehnice destinata obtinerii viscozei si coardei de viscoza lemnul tocat se supune unei prelucrari de prehidroliza cu scopul de a elimina hemicelulozele. Lemnul tocat este fiert in solutia de acid sulfuric cu concentratia de 0,3 - 0,5 % la temperatura de 120 - 130 ^oC sau in apa la 160 - 170 ^oC. Prehidrolizatul ce se obtine este directionat la obtinerea drojdiilor furagere. Lemnul ramas in cazan se prelucreaza mai departe cu solutia pentru fiert in mod obisnuit.

In procesul de obtinere a celulozei sulfat reagentii activi ai solutiei pentru fiert sint hidroxidul de sodiu NaOH si sulfura de sodiu Na₂S, deci fierberea lemnului are loc in mediu bazic. Metoda se numeste sulfat, deoarece pentru regenerarea hidroxidului de sodiu consumat se adauga sulfat de sodiu Na₂SO₄, care in procesul de ardere a lesiilor se reduce in sulfura de sodiu:

Na₂SO₄ + 2C Na₂S + 2CO₂

In solutia pentru fiert hidroxidul de sodiu si sulfura de sodiu sint sub forma de ioni, deoarece prezinta electroliti tari.

NaOH Na⁺ + OH

Na₂S   2Na⁺ + S²

Sulfura de sodiu hidrolizeaza partial conform ecuatiilor:

Na₂S + H₂O D NaOH + NaHS

NaHS + H₂O D NaOH + H₂S

Echilibrul acestor reactii depinde de aciditatea (pH) solutiei pentru fiert. La inceputul fierberii valoarea pH-ului este inalta si in solutie predomina ionii de sulfura (S² ). Cu timpul, pe parcursul fierberii valoarea pH-ului scade (se consuma NaOH) si ionii de sulfura trec in ioni de hidrosulfura (HS ). Asadar, ionii activi din solutia pentru fiert in acest caz sint: OH , S² si HS

Solubilizarea ligninei are loc datorita interactiunii grupelor fenolice din lignina cu hidroxidul de sodiu:

Ar-OH + NaOH Ar-ONa + H₂O

Sulfura de sodiu are un rol specific. Pe masura ce hidroxidul de sodiu se consuma, creste gradul de hidroliza a sulfurii de sodiu (Na₂S + H₂O D NaOH + NaHS). Sulfura de sodiu functioneaza, deci, ca un tampon din care permanent se formeaza cantitati noi de NaOH pe masura consumului hidroxidului de sodiu. Pe de alta parte, sulfura de sodiu, fiind un reducator, protejaza polizaharidele, micsorind distructia lor alcalina. Hidrosulfura de sodiu ce se formeaza din Na₂S tot este un component activ al solutiei pentru fiert si faciliteaza procesul de delignificare. Prin aceasta se mentine o concentratie mai mica a hidroxidului de sodiu in solutia pentru fierbere si procesul poate fi realizat la temperaturi mai moderate. Aici trebuie de avut in vedere ca viteza delignificarii creste odata cu temperatura si concentratia hidroxidului de sodiu. Dar aceasta crestere este posibila numai pina la un anumit hotar, dupa care se incepe reducerea randamentului si a rezistentei mecanice a celulozei. La temperaturi si concentratii de NaOH prea inalte se micsoreaza selectivitatea procesului de delignificare deoarece progreseaza distructia polizaharidelor din lemn.

Viteza proceselor de solubilizare a ligninei si a polizaharidelor pe parcursul fierberii variaza. Procesul se incepe cu extragerea hemicelulozelor, care are loc de la inceputul incalzirii. Solubilizarea de mai departe a hemicelulozelor este determinata de desfacerea legaturilor lor cu lignina si de distructia lor hidrolitica. Odata cu solubilizarea hemicelulozelor peretii celulari isi reduc rezistenta si devin mai accesibili pentru patrunderea reagentilor chimici, ceea ce faciliteaza eliminarea ligninei. Pe parcurs viteza de transferare a ligninei din lemn in solutie creste. Procesul de delignificare se incepe in peretele secundar si termina cu lamela mediana. Lignina lamelei mediane incepe intensiv sa se dizolve numai dupa ce s-au eliminat cca. 50 % din cantitatea totala de lignina. Dupa ce trece in solutie cca. 90 % din toata lignina, viteza procesului de delignificare se micsoreaza brusc, se incepe distructia si solubilizarea celulozei. Viteza solubilizarii celulozei creste odata cu reducerea continutului rezidual de lignina. Fiind de acum dizolvate, lignina si hemicelulozele continua sa se descompuna sub actiunea bazei alcaline, transformindu-se in diverse substante organice.

Solutia ce se obtine la fierberea sulfat a lemnului se numeste lesie neagra. Ea contine lignina dizolvata (se mai numeste alcalilignina), produse ale reactiilor de destructie - hidroxiacizi si lactonele lor, acizii acetic si formic, alcool metilic, rasini, grasimi s. a. Complexitatea compozitiei chimice a lesiilor negre indica caracterul complicat al transformarilor chimice care au loc sub actiunea bazelor alcaline in timpul fierberii sulfat a lemnului.

Transformarile chimice ale ligninei pe parcursul fierberii lemnului cu solutie sulfat rezulta din realizarea celor doua procese concurente:

1.     Degradarea ligninei prin desfacerea legaturilor chimice din molecula ei;

2.     Condensarea fragmentelor moleculelor de lignina.

Primul proces micsoreaza masa moleculara a ligninei si faciliteaza solubilizarea ei. Al doilea, dimpotriva, comaseaza fragmentele ligninei, micsorindu-se solubilitatea ei. Fierbind lemnul cu solutie sodata (fara Na₂S) vor predomina procesele de condensare. Din cauza aceasta fierberea sodata a lemnului nu se practica in cazul rasinoaselor dar, uneori, numai pentru fierberea lemnului de foioase.

Celuloza sulfit. Lemnul de molid si brad tocat este fiert (120 - 150 ^oC) cu solutia pentru fiert sulfit. Aceasta consta din solutia apoasa a bisulfitului de calciu, magneziu, sodiu sau amoniu continind un surplus de anhidrida sulfuroasa in stare libera. Mediul acestei solutii este acid si de aceea se mai numeste solutie acida pentru fiert. O asemenea solutie acida pregatita pe baza bisulfitului de calciu contine 3 - 4 % SO₂, jumatate din care este in stare libera. Daca este pregatita pe baza bisulfitului de sodiu sau amoniu continutul de SO₂ poate atinge 8 % sau mai mult, din care ¾ este in stare libera. Majorind concentratia anhidridei sulfuroase in solutia de fiert se accelereaza procesul de fierbere, creste intrucitva randamentul si calitatea celulozei tehnice. In procesul de fierbere a lemnului lignina se transforma in acizi lignosulfonici si este solubilizata, trecind in stratul lichid - in lesiile sulfitice.

Se considera ca in procesul de delignificare lignina sufera trei transformari mai importante: sulfonarea, distructia hidrolitica si condensarea. Majoritatea cercetatorilor considera ca toate aceste reactii sint heterolitice, au loc cu participarea reagentilor nucleofili, atacul carora este asupra catenei laterale din unitatea fenilpropanica. Din cele trei transformari, sulfonarea si distructia hidrolitica faciliteaza dizolvarea ligninei, condensarile insa agraveaza procesul de solubilizare deoarece prin condensare creste masa moleculara a substantei si scade solubilitatea ei. Pentru a accelera distructia hidrolitica a ligninei si desfacerea legaturilor ligninei cu polizaharidele este necesar ca mediul reactiei sa fie acid. Mediul acid, insa, are si o actiune nedorita: odata cu cresterea aciditatii si a temperaturii se intensifica reactiile de condensare. Complexul tuturor transformarilor care micsoreaza solubilitatea si reactivitatea ligninei se mai numeste inactivarea ligninei. Daca lignina este inactivata intr-o masura mare, ea nu se sulfoneaza si greu se dizolva (are loc asa numitul fiert pe negru). Inactivarea ligninei sub actiunea aciditatii sporite si a temperaturii inalte are loc mai ales in perioada cind lignina inca nu a fost sulfonata. Introducerea grupelor sulfonice chiar intr-o cantitate mica reduce inactivarea ligninei. Asa dar, sulfonarea si inactivarea ligninei sint doua procese chimice concurente. Rezultatul final al procesului de fierbere sulfit va depinde in mare masura de predominarea unei sau altei transformari.

Sulfonarea ligninei. La fierberea lemnului cu solutiile de bisulfit sau de acid sulfuros in moleculele ligninei se introduc grupe sulfonice -SO₃H. Acest proces chimic se numeste sulfonare. In calitate de reagent se manifesta acidul sulfuros H₂SO₃, care in solutie acida este ionizat: H₂SO₃   D H⁺ + HSO₃ Ionul bisulfit este nucleofilul, care va conduce procesul de sulfonare a ligninei. Disocierea acidului sulfuros are loc intr-o masura redusa, deoarece el este un acid de tarie medie. Din cauza asta concentratia ionilor bisulfit este determinata de concentratia sarurilor prezente in solutia pentru fiert: NaHSO₃, Ca(HSO₃)₂ etc.

Referat: Diviziunea celulei si ereditatea Referat: Ecosistemul

Sulfonarea ligninei se incepe cu formarea acizilor lignosulfonici inca insolubili si numai in a doua etapa prin distructia lor hidrolitica se formeaza acizii lignosulfonici solubili care de acum pot trece din faza solida in cea lichida transformindu-se in saruri solubile - lignosulfonati. Se considera ca sulfonarea ligninei se produce in primul rind cu participarea grupelor hidroxil sau eterice din pozitia benzilica:

Distructia hidrolitica a ligninei. Acizii lignosulfonici insolubili care se formeaza la I etapa a fierberii cu solutie sulfit contin cca. 0,3 grupe sulfonice (-SO₃H) la fiecare unitate fenilpropanica. La aceasta etapa se desface numai o parte foarte mica de legaturi dintre unitatile elementare ale macromoleculei de lignina. Acesti acizi lignosulfonici inca ramin in forma unor agregate masive insolubile in solutia pentru fiert. La fierberea de mai departe are loc distructia hidrolitica a legaturilor ligninei cu polizaharidele lemnului, precum si a legaturilor benzil-eterice si eterice din pozitia b. Nu se exclude si desfacerea unor legaturi carbon-carbon. Se presupune ca distructia hidrolitica are loc mai usor cind sint prezente grupele hidroxil in catena laterala:

De fiecare data prin asemenea desfacere a legaturilor rezulta fragmentarea macromoleculelor de lignina si solubilizarea lor.

Pe parcursul procesului de delignificare a lemnului, din lemn in solutie trec mai intii macromoleculele de lignina cu cea mai mica masa moleculara. Apoi incep sa treaca si moleculele mai mari, deoarece odata cu solubilizarea ligninei si a hemicelulozelor creste diametrul capilarelor din structura fibrelor lemnoase. Masa ligninei solubilizate ajunge la maxim atunci cind se elimina cca. 90 % din toata lignina. Acizii lignosulfonici solubilizati hidrolizeaza si ei mai departe pina cind se ajunge la masa moleculara minima, desfacindu-se toate legaturile capabile sa hidrolizeze.

Condensarea. Pe parcursul intregului proces de delignificare concomitent cu reactiile de destructie hidrolitica are loc si reactia de condensare. In rezultatul ei creste masa moleculara a acizilor lignosulfonici. Prin incalzire indelungata in mediu acid se pot forma lignosulfonati insolubili. Se considera ca condensarea are loc prin formarea legaturilor carbon - carbon dea curmezisul (in directie transversala). Formarea numai unei legaturi de acest fel intre doua macromolecule va dubla masa moleculara a lignosulfonatului si, ca urmare, se reduce brusc solubilitatea. Grupele sulfonice, introduse la reactia de sulfonare, blocheaza grupele hidroxil benzilice si in acest mod impiedica procesul de condensare. Prezenta bazelor in solutia pentru fiert lemnul (cationilor de Ca²⁺, Na⁺, NH₄⁺ etc.) regleaza aciditatea solutiei si concentratia anionilor bisulfit (SO₃H ) si prin aceasta faciliteaza procesul de sulfonare, dar nu de condensare.

Comportarea polizaharidelor la fierberea sulfit a lemnului

La fierberea lemnului cu solutia sulfit, de rind cu modificarea ligninei, are loc si distructia hidrolitica a polizaharidelor. Ca urmare scade randamentul si rezistenta mecanica a celulozei tehnice.

Hemicelulozele hidrolizeaza mult mai repede decit celuloza. Dar spre finele procesului de delignificare se accelereaza si hidroliza celulozei, neprotejata de acum de lignina. Si totusi, destructia celulozei este neinsemnata gratie cristalinitatii si inaccesibilitatii sale.

Cea mai mare parte a hemicelulozelor hidrolizeaza sub actiunea solutiei de fiert sulfit pina la formarea monozaharidelor respective. O parte mica de hemiceluloze se dizolva sub forma unor oligozaharide cu mase moleculare diferite. Fiind solubile, ele trec in faza lichida - in lesiile sulfitice. Hemicelulozele, moleculele carora sint dispuse in mod paralel impreuna cu cele de celuloza, ramin ne hidrolizate ca impuritati ale celulozei tehnice.

Lesiile sulfitice contin 90 - 100 kg/m³ de substante organice. Aproape jumatate din ele prezinta acizi lignosulfonici, 25 - 35 % substante reducatoare, adica zaharuri si alte substante cu grupe carbonil. Aceste substante reducatoare includ 80 - 85 % de diverse zaharuri, care s-au format la hidroliza hemicelulozelor si partial a celulozei pe parcursul fierberii lemnului.

Activitatea lesiilor este mai exprimata in mediu puternic acid (pH 1 - 1,5). In lesiile sulfitice se mai contine anhidrida sulfuroasa in stare dizolvata si saruri ale acidului sulfuros (sulfiti si bisulfiti), cantitati mici de acid acetic, de furfural si alte substante.

Lesiile sulfitice sint prelucrate preventiv cu scopul de a le pregati pentru utilizare. Se cere de eliminat anhidrida sulfuroasa, furfuralul, celelalte componente volatile cu aburi de apa. Sint oxidati cu aer sulfitii pina la sulfati (prezenta acestora nu impiedica procesele biochimice). Sint supuse hidrolizei toate oligozaharidele ramase in lesie. Lesiile sint neutralizate cu lapte de var, se adauga saruri care contin azot, fosfor si potasiu necesare pentru functiunea drojdiilor in timpul fermentarii. Dupa ce se limpezesc, lesiile pot fi folosite pentru producerea spirtului si a drojdiilor furagere. Substratul ce s-a obtinut in acest mod din lesiile sulfitice trebuie sa aiba valoarea pH-ului 4 - 5,5, sa contina cca. 5 % de azot, 2,5 % de fosfor (recalculat in P₂O₅) si 1,5 % de potasiu raportate la cantitatea substantelor reducatoare din substrat. Fiind racit pina la 35 - 37 ^oC, substratul este directionat la prelucrarea biochimica.

2. Producerea pastelor lemnoase

Pastele lemnoase cel mai des se obtin macinind aschiile de lemn de orice specie la moara cu discuri. Calitatea lor creste substantial daca aschiile de lemn sint preventiv oparite. Pastele obtinute astfel se mai numesc paste lemnoase termomecanice. Dar cea mai inalta calitate au pastele lemnoase chimico-termomecanice care se obtin prin impregnarea preventiva a aschiilor de lemn cu anumite chimicale, apoi oparite si macinate.

Randamentul pastelor lemnoase obisnuite atinge 95 - 96 %, iar celor chimico-termomecanice cca. 90 % din masa lemnului. Pastele lemnoase se folosesc la producerea celor mai multe varietati de hirtie si carton, constituind cca. 40 % din toate semifabricatele fibrilare consumate.

3. Producerea hirtiei si a cartonului

Sortimentul hirtiei si a cartonului este foarte mare - mai mult de 500 tipuri de hirtie si 100 tipuri de carton se produc in prezent. Pentru fiecare varietate de hirtie sau carton se reglamenteaza o anumita compozitie, adica proportie a semifabricatelor fibrilare concrete si a suplimentelor (umpluturi, adaosuri de incleiere si altele). De exemplu, compozitia partii de materiale fibrilare la producerea hirtiei pentru ziare este: 25 - 30 % de celuloza sulfit ne albita si 70 - 75 % de pasta lemnoasa. La producerea hirtiei de calitate superioara pentru impregnare: 70 - 80 % de celuloza sulfit din rasinoase albita, 0 - 20% celuloza sulfat din rasinoase si albita si 10 - 20 % de celuloza din foioase albita. La producerea hirtiei pentru ambalaj - 100 % de celuloza sulfat din rasinoase nealbita. Mai mult de 40 tipuri de hirtie si carton (in special materiale pentru impachetare si cu destinatie sanitaro-igienica) contin paste fibrilare purificate si obtinute din maculatura. In compozitia unor tipuri de hirtie speciala se includ suplimente fibrilare din azbest, sticla sau fibre sintetice.

4. Producerea alcoolului si a drojdiilor furagere

Pentru obtinerea alcoolului etilic se prefera lesiile de la fierberea lemnului rasinoaselor, in compozitia carora predomina hexozele. Anume hexozele, si nu pentozele, sint fermentate atunci cind in semifabricat (substrat) se introduc drojdii. Enzima zimaza produsa de drojdii descompune hexozele in alcool etilic si dioxid de carbon, conform ecuatiei: C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2CO₂ . Dupa fermentare lichidul este separat de drojdii prin centrifugare. Drojdiile sint recirculate din nou la procesul de fermentatie, iar lichidul care contine 1 - 1,3 % de alcool etilic este distilat in citeva trepte consecutive pina la obtinerea rectificatului de 95 - 96 %. Acesta din urma mai contine cca. 1 % de alcool metilic si poate fi purificat suplimentar.

In procesul de fermentare se elimina oxid de carbon (IV) care este directionat in aparate speciale pentru lichefiere sau solidificare. Cel lichid este utilizat pentru stingerea incendiilor sau pentru gazificarea bauturilor racoritoare. Cel solid se intrebuinteaza pentru a raci diverse produse alimentare (de exemplu, inghetata).

Randamentul alcoolului etilic, de regula, este cca. 90 l, iar a dioxidului de carbon lichid cca. 40 kg la o tona de celuloza tehnica fabricata.

Lichidul care ramine dupa obtinerea alcoolului etilic si care se mai numeste borhot sulfit contine pentoze care nu au fost fermentate. Acest borhot se foloseste in calitate de substrat pentru cresterea drojdiilor proteice furagere. Procesul consta in inmultirea controlata a microorganismelor monocelulare - drojdiilor cu scopul de acumulare a biomasei. Cel mai des se folosesc drojdiile de genul Candida. Pentru multiplicare si crestere drojdiile au nevoie de carbon, oxigen, azot si potasiu. Drept sursa de carbon servesc monozaharidele si unii acizi carboxilici, cum este acidul acetic. Oxigenul este asimilat din aer, iar celelalte elemente din sarurile minerale care se adauga in mod special la etapa de pregatire a substratului. Drojdiile cresc in spuma care se formeaza la barbotarea aerului. La fiecare kg de substanta uscata de biomasa se cere de transferat prin substrat 20 - 40 m³ de aer. Temperatura optima a substratului in timpul cresterii drojdiilor este 37 - 38 ^oC. Ca rezultat al activitatii biologice a drojdiilor se degaja caldura, care trebuie eliminata racind masa reactant. In caz contrar temperatura creste si drojdiile denatureaza. Pe masura cresterii, drojdiile sint scoase din aparat sub forma unei suspensii, care este ingrosata si apoi uscata. Vremea de dezvoltare a drojdiilor este de 3 - 5 ore. Randamentul drojdiilor este de cca. 30 -40 kg la 1t de celuloza tehnica fabricata.

Proteinele drojdiilor furagere sint valoroase, deoarece contin toti aminoacizii proteinogeni (inclusiv cei esentiali), vitaminele grupei B (cu exceptia B₁₂), provitamina D care poate fi transformata in vitamina D₂ prin expunerea la radiatiile ultraviolete. Tot ele contin si microelementele necesare cresterii. Din aceste considerente drojdiile furagere prezinta niste suplimente de vitamine si proteine foarte importante pentru hrana animalelor si pasarilor. Consumind 1 t de drojdii putem economisi 5 - 7 t de graunte si creste suplimentar 0,5 - 0,8 t carne de porcine sau 1 - 1,5 t carne de pasare, sau 10 - 15 mii de oua. Inlocuind laptele din ratia zilnica a purceilor sau viteilor cu 1 t de drojdii, putem economisi 6 t de lapte integral.

Albirea celulozei tehnice

In celuloza tehnica sint impuritati care contin grupe functionale cromofore si, deci, sint colorate. Printre impuritatile de aceasta natura mentionam resturile de lignina, rasini, precum si colorantii caracteristici speciei lemnoase, din care a fost produsa celuloza tehnica. Cantitatea acestor impuritati depinde de conditiile procedeului de delignificare. Indiferent de particularitatile procesului de delignificare, celuloza tehnica contine o anumita cantitate de substante care nu au fost pe deplin eliminate din lemn in timpul fierberii. Culoarea intunecata a celulozei tehnice apare si din cauza adsorbirii unor substante colorate din lesiile sulfitice sau sulfat.

Pentru indepartarea si modificarea impuritatilor de culoare intunecata, celuloza tehnica, de obicei, este prelucrata cu oxidanti, precum si cu reducatori. In rezultatul tratamentului substantele colorate devin solubile in apa si se elimina prin simpla spalare. De notat ca la moment nu sint metode absolut perfecte de albire, deoarece nu sint reagenti chimici care ar oxida exclusiv lignina fara a modifica celuloza. Deci, pe parcursul albirii se vor schimba proprietatile fizico-chimice ale celulozei. Aceste schimbari rezulta din actiunea oxidativa a reagentilor de albit.

Uneori procedeul de albire se combina cu innobilarea ei. Innobilarea este necesara pentru a imbunatati puritatea celulozei prin eliminarea suplimentara a ligninei, rasinilor, ionilor de metale, polizaharidelor necelulozice, fractiunilor celulozice cu masa moleculara mai mica. Totodata se micsoreaza polidispersitatea celulozei tehnice. Celuloza tehnica trebuie innobilata atunci cind din ea se va produce fibre sintetice, alte produse prelucrate chimic, unele varietati de hirtie speciala. Pentru innobilare celuloza tehnica, de regula, este prelucrata cu baze alcaline.

Albirea celulozei tehnice se cere de realizat in modul, in care se va pastra la maxim rezistenta mecanica a celulozei, indeosebi a celei destinate pentru producerea hirtiei. In calitate de reagenti pentru albire, de regula, se folosesc oxidantii: clorul si compusii lui (hipocloritii, cloritii, dioxidul de clor), peroxizii de hidrogen si sodiu. Dintre reducatori mai des se folosesc: hidrosulfitul de sodiu sau zinc, borohidrura de sodiu. Totusi in practica de albire cel mai des se folosesc clorul si compusii lui din cauza pretului lor scazut comparativ cu ceilalti reagenti. Dintre compusii clorului, dioxidul de clor cel mai putin modifica celuloza, distrugind la maxim lignina. Insa el este toxic si poate exploda. Aceasta, precum si pretul de cost relativ mare, limiteaza utilizarea lui. Peroxidul de hidrogen si de sodiu se utilizeaza mai des pentru albirea pastelor lemnoase si a celulozei de randament inalt. Pentru albirea acestora din urma se intrebuinteaza si reducatori: hidrosulfitii sau hiposulfitii. Se mai acorda atentie deosebita metodelor de albire si innobilare prin prelucrarea cu oxigen in mediu alcalin. Are loc oxidarea usoara a ligninei, iar produsele oxidarii se dizolva bine in baza alcalina. Concomitent cu delignificarea celulozei tehnice are loc innobilarea ei (dizolvarea hemicelulozelor si fractiunilor celulozice cu masa moleculara mica). Prioritatea metodei consta in excluderea din procesul tehnologic a clorului si, deci, reducerea considerabila a poluarii apelor reziduale. Metoda are si prioritate din punct de vedere economic. Consumul de oxigen este mic si pretul lui de cost este mai mic in comparatie cu alti reagenti utilizati pentru albire.

Pentru albirea celulozei intr-o singura etapa este imposibila eliminarea deplina a ligninei fara o degradare sensibila a polizaharidelor prezente. Din cauza asta in practica de albire se utilizeaza procedee in doua sau mai multe etape, spalind celuloza cu apa sau baze alcaline dupa fiecare etapa. Aceste metode combinate de albire admit conditii mai blinde de prelucrare a celulozei tehnice si un consum mai rational al reagentilor de albire, pastrind rezistenta mecanica a fibrelor celulozice. La primele etape de albire celuloza se prelucreaza cu clor - apa de clor acida, care actioneaza ca agent de delignificare. Conditiile prelucrarii sint blinde - temperatura camerei, presiune atmosferica, concentratie mica a clorului. In asemenea conditii polizaharidele practic nu se modifica. Lignina devine solubila nu numai in baze alcaline dar si in apa. Ea se inlatura usor cu solutii de baze alcaline. La etapa prelucrarii cu clor are loc reactia de clorurare a ligninei (paj. 61). In mediul acid agentii activi ai procesului de albire sint Cl₂ si HClO. Clorul se consuma la reactia de clorurare, pe cind acidul hipocloros (HClO) oxideaza lignina. Majoritatea cercetatorilor considera ca predomina clorurarea. Concomitent cu clorurarea, moleculele de lignina se descompun in fragmente mai mici, de acum solubile. Chiar daca celuloza tehnica este prelucrata cu clor in citeva etape, totusi mai ramin 10 - 25 % din lignina initiala a celulozei tehnice. Eliminarea deplina a acestei lignine impreuna cu substantele colorate se reuseste prelucrind celuloza cu hipoclorit sau cu alti oxidanti (ClO₂, H₂O₂ etc). La etapele finale de albire, de regula, se folosesc solutiile alcaline a hipocloritilor. In solutii exista echilibrul:

Na⁺ + ClO + H₂O D Na⁺ + OH + HClO

Conditionat interactiunea hipocloritului cu celuloza tehnica consta din doua reactii: 1) Oxidarea ligninei si altor substante colorate; 2) oxidarea celulozei si a hemicelulozelor. Lignina interactioneaza cu hipocloritul repede. Concomitent, cu viteza mai mica, are loc distructia polizaharidelor, dar predomina delignificarea in cazul celulozelor cu continut inalt de lignina. Se considera ca hipocloritul oxideaza in primul rind nucleele aromatice cu grupe fenolice libere. Aceasta produce un anumit efect de albire, deoarece fenolii in mediu alcalin au culoare, iar dupa oxidare intensitatea culorii scade.

Albirea cu peroxid de hidrogen (apa oxigenata), de regula, se intrebuinteaza pentru a capata semiproduse cu randament inalt (continut mare de lignina) cum sint pastele lemnoase si celuloza tehnica de "randament inalt". Peroxidul de hidrogen este un oxidant puternic si, oxidind lignina, delignifica celuloza. De notat ca albirea cu H₂O₂ are loc numai la suprafata, deoarece H₂O₂ patrunde greu in interiorul fibrelor celulozice.

6. Prelucrarea hidrolitica a lemnului

In prezenta acizilor minerali tari are loc hidroliza polizaharidelor lemnului (hemicelulozelor si celulozei). Cu acest scop lemnul tocat este incalzit la inceput pina la 40 ^oC cu acid sulfuric concentrat sau acid clorhidric de 41 %. Are loc desfacerea macromoleculelor de polizaharide in macromolecule mai mici, dar solubile in acid. Solutia ce se obtine se amesteca cu apa si se fierbe pentru hidroliza definitiva a polizaharidelor. In unele procedee, pentru a micsora consumul de acizi, lemnul este incalzit cu acid sulfuric diluat pina la cca. 180 ^oC si presiunea respectiva. De notat ca in asemenea conditii poate avea loc descompunerea partiala a monozaharidelor si desprinderea de la substanta lemnoasa a grupelor metoxil si acetil.

Hidrolizatele lemnului contin 3 - 3,5 % de substante reducatoare, dintre care 90 % sint monozaharide, mai mult de 5 % - dextrine si alte impuritati care pot complica prelucrarea biochimica de mai departe a hidrolizatului. Pentru a hidroliza dextrinele ramase, hidrolizatul se incalzeste la 100 ^oC timp de 3 ore, dupa ce se neutralizeaza cu lapte de var si amoniac pina la pH = 3,2 - 4,2. Concomitent se adauga sarurile minerale necesare. Dupa limpezire si dilutie (pentru a micsora concentratia furfuralului si a altor impuritati care inhiba dezvoltarea drojdiilor), substratul este gata pentru prelucrarea biochimica.

Prelucrarea biochimica a substratului obtinut in acest mod prin hidroliza lemnului se aseamana cu cea a lesiilor sulfitice. Substratele obtinute din lemnul rasinoaselor, in care proportia hexozelor este de cca. 75 - 77 % sint fermentate pentru a obtine alcool etilic iar borhotul este utilizat pentru cresterea drojdiilor furagere. Randamentul alcoolului atinge 160 - 180 l iar a drojdiilor - 30 kg dintr-o tona de lemn absolut uscat.

Hidrolizatele obtinute din lemnul foioaselor are un continut mai mic de hexoze si este utilizat pentru cresterea drojdiilor furagere fara a fi preventiv fermentat. Randamentul drojdiilor este de cca. 200 - 210 kg la fiecare tona de lemn absolut uscat.

In unele procedee se realizeaza hidroliza in doua etape. Mai intii lemnul tocat al foioaselor sau altor deseuri din silvicultura si agricultura (craci, aschii de lemn, coji de seminte, coceni de porumb etc.) este prelucrat in conditii blinde pentru a hidroliza numai hemicelulozele, in special pentozanele. In a doua etapa, dupa inlaturarea hidrolizatului cu pentoze, este majorata temperatura si presiunea pentru a avea loc hidroliza celulozei. Hidrolizatul primei etape este purificat si hidrogenat. Xiloza din hidrolizat prin hidrogenare se transforma in xilita - un alcool polihidroxilic cu gust dulce care se recomanda bolnavilor de diabet zaharat.

Hidrolizatul celei de a doua etape se foloseste ca substrat pentru cresterea drojdiilor furagere. Se mai practica deshidratarea pentozelor din hidrolizatul primei etape - procedeu la care se obtine furfuralul. Furfuralul poate fi obtinut si prelucrind tocatura foioaselor cu aburi de apa la t = 180 ^oC si presiunea respectiva. In asemenea conditii are loc hidroliza pentozanelor iar apoi deshidratarea pentozelor sub actiunea catalitica a unor acizi organici care se formeaza concomitent.

In procedeele de prelucrare complexa a materiilor prime vegetale la inceput, incalzind pina la 150 ^oC, se efectueaza hidroliza. Hidrolizatul hemicelulozelor este stors si folosit pentru cresterea drojdiilor furagere. Celuloza si lignina ramasa se amesteca cu solutia acidului sulfuric de 0,5 % si se incalzeste timp de 15 - 30 minute la t = 170 - 180 ^oC. Hidrolizatul obtinut se neutralizeaza cu amoniac. Se obtine nutret vegetal zaharat cu calitati nutritive bune. Din 1 t de materie prima vegetala absolut uscata se pot obtine pina la 120 kg de drojdii furagere si 700 kg de nutret vegetal zaharat. Deseuri de lignina nu se formeaza in acest caz.

7. Producerea placilor aglomerate din lemn

In perioada actuala si in perspectiva, cind se manifesta o cerere tot mai mare pentru produsele executate din material lemnos si o scadere a resurselor existente, este necesara utilizarea lor integrala si cit mai eficienta. Un metru cub de masa lemnoasa (100 %) cuprinde 3,3 % coaja si 96,7 % diferite produse de industrializare. Valorificarea lemnului rotund subtire (craci etc.), a lobdelor, a rumegusului si a deseurilor (resurse secundare refolosibile) rezultate la prelucrarea bustenilor in cherestea, furnire si altele. se poate realiza prin producerea de placi aglomerate din lemn: PAL (placi din aschii de lemn), PFL (placi din fibre de lemn) etc. Se considera ca la producerea placilor din aschii ponderea valorica a diverselor sortimente este: lobde, 30 %; rumegus, 8,1 %; craci, 5 %; capete, 2%; role, 2 %; fisii de furnire, 2 %; ramasite de fabricatie, 51 %. Valoarea acestora creste de 6 ori atunci cind sint folosite pentru fabricarea PAL comparativ cu situatia in care ar fi destinate lemnului de foc. In cazul PFL ponderea de participare a valorii materiilor prime este: lobde, 29,8 %; capete, 6 %; fisii de furnire, 21 % . Valoarea lor in aceasta varianta creste de circa 3 ori.

Pentru viitor se prevad noi capacitati de productie pentru placi din aschii standard (circa 65 %), placi din aschii orientate (22 %), placi cu lianti minerali (13 %), placi din fibre de densitate medie etc.

Tehnologiile actuale de fabricare a placilor din aschii si fibre de lemn utilizeaza, in functie de posibilitati, lemnul tuturor speciilor forestiere, ca si alte materii prime diverse, cu structura lignocelulozica. Lemnul utilizat la fabricarea placilor se sorteaza in:

categoria A, lemn fasonat;

categoria B, lemn de craci, fusuri subtiri, virfuri legate in snopi;

categoria C, ramasite si capete rezultate in procesele de exploatare si prelucrare mecanica a lemnului;

categoria D, aschii, talas si rumegus;

categoria E, tocatura de lemn.

Nomenclatura materiilor prime utilizate cuprinde diferite specii de lemn, ca foioase tari (artar, carpen, cer, fag, frasin, gorun, girnita, jugastru, mesteacan, paltin de cimp, paltin de munte, stejar etc.), foioase moi (anin, plop, salcie), rasinoase (brad, molid, pin, tisa), se pot utiliza si alte specii autohtone (salcim, ulm, tei etc.), diferite specii exotice. Pe plan mondial are loc atragerea in circuitul economic a unor materiale lignocelulozice (puzderii de in si cinepa, resturi de la prelucrarea trestiei de zahar, stuf si trestie, in masura in care nu se utilizeaza la fabricarea celulozei), a diferitor plante anuale care nu sunt folosite la fabricarea furajelor concentrate (coceni de porumb, floarea soarelui, paie etc.), a coardelor vitei de vie rezultate in urma operatiilor de intretinere a culturilor, ca si a altor materiale (pleava rezultata de la decorticarea orezului, coaja din lemnul rezultat de la cojirea sortimentelor pentru celuloza etc.).

Daca, initial, in industria placilor din aschii si fibre de lemn s-a utilizat aproape in exclusivitate lemnul de rasinoase, treptat s-a trecut si la folosirea foioaselor tari si moi: fag, plop, salcie, mesteacan, salcim, anin, specii exotice etc.

Lemnul determina tehnologia de fabricatie si calitatea (proprietatile fizico-mecanice) specifice placilor prin urmatoarele caracteristici principale: proportia, dimensiunile si tipul elementelor anatomice de structura, compozitia chimica, densitatea, omogenitatea structurii, umiditatea, coeficientul de contragere si umflare, continutul de coaja, culoarea, defectele, sortimentele. Principalele elemente de structura a lemnului ce influenteaza calitatea placilor sint: fibrele, traheidele, vasele si tesuturile de parenchim.

La fabricarea placilor din aschii de lemn, vasele mari si numeroase creeaza denivelari pe fetele aschiilor, ceea ce determina o cantitate mai mare de adeziv si formarea unor pelicule neuniforme (intrerupte). In schimb, traheidele favorizeaza formarea pe aschii a unor pelicule continue si un consum redus de adeziv. Vasele mari si numeroase permit adsorbtia adezivului de pe suprafata aschiilor in timpul taierii si transportului. De aceea, la fabricarea placilor din fibre de lemn se recomanda utilizarea speciilor care contin in proportie mare traheide si fibre cit mai largi. Lungimea fibrelor lemnului de fag este de 2 4 ori mai mica decit la molid, fapt caracteristic pentru toate speciile de foioase. Gradul de zveltete al fibrelor este de 40 60 la fag si de 50 75 la molid, aceste specii avind caracteristici de impislire apropiate.

Compozitia chimica a lemnului influenteaza asupra calitatii aschiilor sau materialului fibros si asupra proprietatilor fizico-mecanice ale placilor. Componentii chimici determina, in principal, pH-ul masei de aschii sau masei de material fibros, ceea ce influenteaza reactiile de policondensare a adezivului. La PFL se recomanda utilizarea speciilor care contin o cantitate mare de celuloza, hemiceluloze, lignina si o proportie cit mai mica de pentozane care, fiind hidrofile, provoaca dificultati in cadrul tehnologiei de fabricatie.

Componentii chimici secundari din lemn ca rasina (de pin, molid, brad etc.), taninul, grasimile, continutul mare de siliciu etc. pot sa influenteze procesul de taiere-aschiere, uscarea aschiilor, reactiile de condensare a adezivului, respectiv calitatea placilor. Rasina in cantitate mare influenteaza functionarea masinilor de defibrat aschii prin depunerea ei pe cutite si in locasurile de fixare a acestora. Degajarea unor substante usor volatile poate aduce la aparitia pericolului de aprindere a gazelor si a aschiilor, in procesul de uscare. La fabricarea PFL (procesul umed), ea duce la aparitia fenomenului de spumare la masina de format covor.

Substantele tanante confera placilor rezistenta marita la atacul ciupercilor, iar grasimile incetinesc reactiile de policondensare. Siliciul in cantitate mare determina o uzura rapida a sculelor utilizate in procesul de tocare, aschiere, defibrare.

Densitatea lemnului determina proprietatile placilor, consumul de lemn si tehnologia de fabricatie. La fabricarea placilor din aschii se va utiliza cu cit posibil lemn cu densitatea aparenta mica, deoarece, pentru aceeasi greutate a aschiilor, acestea vor fi in numar mai mare si cu o suprafata de incleiere mai mare comparativ cu aschiile din lemnul cu densitate mai mare. In functie de domeniul de utilizare, densitatea placilor variaza, de aceea se va utiliza lemn cu densitati diferite. Utilizarea lemnului de fag la fabricarea placilor din aschii conduce la obtinerea unor placi (mai grele) cu densitate mai mare comparativ cu a celor din lemn de specii moi (molid, plop), pentru aceleasi caracteristici fizice. La fabricarea PFL se recomanda utilizarea lemnului cu densitate mare pentru reducerea pierderilor prin comprimare.

Neomogenitatea structurii lemnului consta in aparitia unor diferente mari ale densitatii intre lemnul tarziu si lemnul timpuriu. Speciile de lemn cu structura omogena (fag, plop, salcie etc.) sint cele mai recomandate la fabricarea PAL.

Umiditatea lemnului influenteaza procesele de tocare - aschiere - defibrare. Lemnul proaspat recoltat si cel cu umiditate ridicata (peste punctul de saturatie a fibrei, 30 %) au o plasticitate mai ridicata si se debiteaza cu eforturi mai mici. Calitatea tocaturii, aschiilor si materialului fibros este mai buna comparativ cu cea obtinuta din lemnul cu umiditate redusa (10 - 30 %). La fabricarea PAL, diferentele mari intre umiditatile aschiilor creeaza perturbari in procesul de uscare; in final, toate aschiile trebuie sa prezinte valori ale umiditatii intre limite restrinse. O umiditate a tocaturii mai mica de 30% duce la o descompunere a lemnului in procesul de tratare termica de la fabricarea placilor din fibre de lemn.

Coeficientul de contragere si umflare influenteaza planitatea placilor in conditii variabile de umiditate. Speciile de lemn care au coeficient de contragere mic (plop) vor determina deformarea in masura mai mica a placilor, pe cind cele cu coeficient de contragere mare (fag) vor duce la o deformare intensa si rapida a placilor la variatii ale umiditatii.

La fabricarea PAL se va urmari utilizarea ca materie prima, in acelasi timp, a unor specii cu coeficienti de contragere aflati intre limite restrinse, pentru a se evita eventualele dezlipiri de straturi. Daca coeficientii de contragere si umflare sint mari, pentru reducerea lor se utilizeaza o cantitate mai mare de adezivi. La fabricarea PFL, pentru reducerea coeficientilor de contragere si umflare se aplica, in final, tratamente termice si umezirea placilor.

Coaja lemnului influenteaza calitatea placilor in mod negativ. Continutul de coaja este, in general, de 10 - 20 % din volumul total al materiei prime. Prin tocare si aschiere coaja se transforma in elemente granulare, dintre care o parte se elimina prin sortare, iar cea mai mare parte trece in structura placilor. La fabricarea placilor, procentul maxim de coaja admis este de 10 %, cind proprietatile fizico-mecanice se incadreaza intre valorile standardizate. Datorita structurii sale poroase, coaja determina adsorbtia unei cantitati mai mari de adeziv, in detrimentul aschiilor sau fibrelor. Procentul de participare a particulelor de coaja este determinat de felul sortimentului de materie prima: craci, virfuri, margini, laturoae, lobde. Pentru o valorificare cit mai buna a sortimentelor de lemn ce contin coaja in proportie foarte mare (craci, lemn cu coaja rezultat de la cojirea lemnului rotund utilizat la fabricarea celulozei etc.) sint utilizate tehnologii de fabricare a unor placi cu anumite destinatii, pentru care procentul de coaja poate ajunge la 50 - 100 %.

Culoarea lemnului influenteaza direct culoarea placilor. Astfel, placile din aschii de plop sint albe-galbui, cele din fag si salcie au culoarea brun-roscata, iar cele din pin au culoare galben-deschisa. Placile din fibre au o culoare brun-roscata in cazul utilizarii lemnului de fag si o culoare galben-inchisa in cazul utilizarii lemnului de rasinoase. Culoarea este influentata negativ de coaja prin aparitia unor puncte, uniform imprastiate, de culoare mai intunecata si de marimi diferite.

Sortimentele de materie prima utilizate la fabricarea placilor sint: lemn rotund subtire, lobde, capete de busteni, margini de la fabricarea cherestelei, craci si lemn subtire rezultat din operatiile de ingrijire si exploatare a lemnului, resturi de furnire, virfuri si fusuri subtiri, resturi de exploatare (cioturi etc.), resturi de la fabricarea mobilei si a celorlalte produse finite din lemn, tocatura de lemn din resturi de exploatare, aschii de la cojirea marginilor de cherestea si a lemnului rotund pentru celuloza, aschii si rumegus rezultate din operatiile de prelucrare mecanica a lemnului, margini de la formatizarea placajului, PAL, PFL, praf de lemn etc.

In componenta placilor aglomerate din lemn, de rind cu materialul fibros, intra si materialul de incleiere, de care depind in mod hotaritor nu numai proprietatile fizico-mecanice, dar si destinatia produselor, tehnologiile de fabricare. Dupa destinatie placile se impart in: placi de interior, de exterior si placi speciale. Cele de interior nu trebuie sa posede o hidro- sau bio-stabilitate deosebita. Ele se exploateaza in conditii, in care se exclude actiunea directa a apei si a umiditatii, temperaturilor inalte si a altor factori nefavorabili. Placile de interior, cel mai des, se folosesc la confectionarea mobilei, mobilierului interior, pentru finisarea interiorului cladirilor. Aceste placi se produc utilizind in calitate de adeziv rasinile ureo-formaldehidice (carbamid-formaldehidice) - urelit P. Placile de exterior trebuie sa aiba o hidro- si bio-stabilitate buna, iar uneori sa nu fie inflamabile, sa aiba proprietati bune de izolator acustic si termic. Pentru producerea lor se folosesc adezivi fenol-formaldehidici sau lianti minerali (ciment, magnezita, ipsos etc.). Placile cu destinatie speciala au calitati specifice si se produc la comanda dupa o tehnologie speciala. Pe linga adezivi, la fabricarea PAL se folosesc si alte materiale ca: hidrofuganti (parafina topita sau emulsie de parafina), substante ignifuge, fungicide, insectofuge etc. Dintre adezivii organici mai des se folosesc rasinile: ureo-; fenol-; si ureo-melamin-formaldehidice. Cele ureo-formaldehidice asigura o stabilitate medie a stratului de clei numai la actiunea apei reci. In contact cu apa incalzita mai sus de 60 ^oC el se distruge. Rasinile ureo-formaldehidice sunt, deci, cu hidro-stabilitate medie. Se considera ca ele au urmatoarele prioritati fata de celelalte rasini:

la incalzire se intaresc repede;

gelifierea lor poate fi reglata in limite largi (de la 15 pina la 120 secunde);

au putere inalta de incleiere;

au culoare deschisa, care nu se schimba nici in placi;

materia prima pentru fabricarea lor este practic nelimitata.

Particularitatea acestor rasini, deosebit de importanta pentru procesul de fabricare a placilor aglomerate din lemn, consta in capacitatea lor de a se gelifia repede la incalzire. Accelerarea acestui proces are loc daca inainte de a le folosi se adauga substante speciale - catalizatori ai procesului de policondensare (adaosuri de intarire sau intaritori). In calitate de intaritori pentru incleierea la cald cu adezivi ureo-formaldehidici se foloseste cel mai des clorura de amoniu. Un surplus sau neajuns de NH₄Cl influenteaza negativ calitatea incleierii. Cantitatea de NH₄Cl care se cere de adaugat depinde de aciditatea adezivului si in conditiile concrete de producere se calcula conform unor metode speciale.

Adezivii fenol-formaldehidici si ureo-melamin-formaldehidici sint rezistenti fata de apa calda si fierbinte. Numai expunerea lor indelungata (mai mult de doua ore) in apa clocotita conduce la scaderea rezistentei mecanice (cu circa 70 %). Acesti adezivi sint, deci, cu hidro-stabilitate superioara. Insa adezivii fenol-formaldehidici au culoare intunecata, adica coloreaza lemnul, au toxicitate inalta si sint mai scumpi decit cei ureo-formaldehidici. Din aceste considerente ei se folosesc pentru fabricarea placilor aglomerate din lemn care sint exploatate la aer deschis.

Adaugind cantitati mici de sulfat de amoniu (catalizator) se accelereaza procesul de intarire a rasinilor fenol-formaldehidice, dar procesul este influentat de temperatura. De exemplu, daca procesul are loc la temperatura de 105 ^oC perioada de intarire se micsoreaza cu 20 %, iar la 160 ^oC - cu 28 %.

Rasinile ureo-melamin-formaldehidice sint incolore sau au culoare pala si nu coloreaza lemnul. Toxicitatea lor este mai mica comparativ cu cele fenol-formaldehidice, dar din cauza pretului de cost inalt al melaminei se utilizeaza mai rar.

Dintre liantii anorganici mentionam cimentul, magnezita, ipsosul si sticla lichida. Ele se intrebuinteaza pentru producerea placilor aglomerate din lemn cu rezistenta mecanica inalta avind densitate relativ mica, rezistenta la ger, la foc, la actiunea microorganismelor si mediului ambiant.

Pentru ameliorarea bio-, hidro- si piro-stabilitatii placilor se adauga in masa lemnoasa sau in lianti substante speciale. In calitate de hidrofuganti deseori se adauga parafina topita sau in forma de emulsie. Cantitatea ei optima se incadreaza in limitele 0,5 - 1 % de parafina din masa materialului fibros. De notat ca placile aglomerate din lemn pe baza adezivilor ureo-formaldehidici cu hidrofuganti obtin o hidro-stabilitate temporara. Contactul lor indelungat cu apa nu se admite, deoarece ele incep sa se gonfleze, micsorindu-se rezistenta lor mecanica. Poate fi admis numai un contact neindelungat cu apa.

Bio-stabilitatea se poate asigura adaugind sau prelucrind masa lemnoasa cu antiseptici (substante ignifuge, fungicide, insectofuge etc.). Fara asta placile pe baza adezivilor ureo-formaldehidici pot fi afectate de ciuperci sau insecte. Fiind in contact cu ciuperca aceste placi isi pierd 30 -50 % din masa in timp de 3 luni. Mai efectivi sint antisepticii: fluorura de sodiu (NaF), hexafluorsilicatul de sodiu (Na₂SiF₆), sulfatul de cupru (CuSO₄). Adaugind 0,5 - 1 % de antiseptic la masa lemnoasa, placile pot contacta cu ciuperca timp de 3 luni micsorindu-si masa numai cu 0,7 %.

Pentru a obtine calitati refractare se adauga in masa lemnoasa diferiti antipireni. Este important ca ei sa nu influenteze procesul de intarire a placilor. Antipirenii trebuie sa fie compatibili cu adezivul utilizat. De exemplu, gelifierea rasinilor ureo-formaldehidice are loc in mediu acid si, deci, asemenea antipireni ca acidul boric (H₃BO₃), sulfatul de amoniu ((NH₄)₂SO₄) pot accelera intarirea si sint compatibili, dar boraxul (Na₂B₄O₇ 10H₂O), ortofosfatii de sodiu (Na₃PO₄, Na₂HPO₄ , NaH₂PO₄) poseda proprietati bazice si vor retine gelifierea.

8. Aspecte fizico-chimice si tehnologice de fabricare a placilor din fibre de lemn (PFL)

Pentru fabricarea placilor din fibre de lemn este necesara defibrarea materialului lemnos. In diferite procedee industriale ea se realizeaza in mod diferit. Pe plan mondial sint cunoscute tehnologiile de fabricare a PFL:

tehnologia de fabricare prin procedeul umed;

tehnologia de fabricare prin procedeul uscat.

In procedeul umed, dupa formare, covorul umed de material fibros se usuca (si nu se preseaza), obtinindu-se placi moi, poroase din fibre de lemn. In procedeul uscat se fabrica PFL prin presare si, deci, cu densitate medie (DM).

Tehnologia de fabricare a placilor din fibre prin procedeul umed utilizeaza ca mediu pentru transportarea materialului fibros, inclusiv si la etapa de formare a covorului de fibre, apa. Acest procedeu necesita un consum mare de apa si ridica probleme dificile in ceea ce priveste epurarea apelor reziduale. Tehnologia de fabricare a PFL prin procedeul uscat utilizeaza, ca mediu de transport al materialului fibros si la formarea covorului de fibre, aerul. Introducerea acestui procedeu a fost generata de o serie de avantaje economice, ecologice etc., comparativ cu procedeul umed, fara ca acest fapt sa fie lipsit si de unele inconveniente.

Defibrarea lemnului este un proces complex, mecanic, fizic si chimic, cu participarea simultana a apei si caldurii. Prin defibrare se urmareste obtinerea unui material fibros cit mai uniform, format din elemente si fascicule de elemente constitutive ale lemnului cu un coeficient de zveltete cit mai mare si o proportie a diferitor marimi de elemente cit mai buna. Procesul de defibrare urmareste si obtinerea unor suprafete ale materialului fibros cu proprietati adezive, care sa contribuie, alaturi de adezivi, la incleierea materialului fibros in procesul de presare la cald. Obtinerea acestor suprafete adezive ale materialului fibros este de mare importanta, deoarece ele ating circa 10 m²/g. Fata de lemnul masiv, suprafata creste de circa 10⁵ ori.

Defibrarea lemnului se realizeaza in agregate de mare productivitate, prevazute cu recipiente pentru actiunea apei si temperaturii, precum si cu discuri rotative cu cutite pentru desprinderea elementelor constitutive ale lemnului.

In timpul procesului de defibrare, in prezenta apei are loc o umflare a fibrelor intr-o masura limitata. In zonele amorfe ale microfibrilelor, prin gonflare ia nastere o presiune de gonflare ce poate distruge legaturile chimice si fizice (inclusiv cele de hidrogen), contribuind la afinarea structurii materialului ce se defibreaza. Astfel, gonflarea poate sprijini procesul de defibrare, incit fibrele sa devina elastice, plastice si cu o suprafata buna pentru lipire.

Fibra de lemn prezinta, in urma defibrarii, o morfologie specifica, precum si o baza pentru realizarea unor noi legaturi chimice sau fizice. Cu cit decurge mai usor desfacerea in fibre a lemnului, cu atit mai favorabile sint premizele pentru obtinerea unei calitati ridicate a materialului fibros.

Domeniile de utilizare a placilor din fibre de lemn (PFL) difera in functie de tipul lor:

placile dure din fibre de lemn la: constructii, mobila, binale, ambalaje, amenajari interioare, autovehicule etc.;

placile speciale dure (simple, imprimate, lacuite, vopsite) la: timplarie, amenajari si decoratiuni interioare, pereti despartitori usori, plafoane, cofraje, fete de usi, mobila, panouri (structuri) prefabricate pentru pereti despartitori, ambalaje, caroserii, pardoseli etc.;

placi speciale extradure la: constructii, agrozootehnie etc.;

placi stratificate (dure sau/si poroase) la: suport pentru parchet mozaic si parchet traditional, izolarea peretilor si a acoperisurilor, rosturi de dilatare, suporturi autovibratoare etc.

9. Degajarea formaldehidei din placile aglomerate de lemn

O problema destul de actuala pentru industria de placi din lemn (PAL, PFL, PAF etc.) este reducerea continutului de formaldehida libera, deoarece pentru fabricarea acestor placi se folosesc adezivi de incleiere pe baza rasinilor fenol- sau ureo-formaldehidice. Limitarea continutului de formaldehida libera in placi a condus la urmatoarea clasificare: placi din clasele E₁, E₂ si E₃.

Formaldehida figureaza pe lista substantelor cancerigene, adoptata de OMS. Concentratiile maxime de formaldehida libera admise in spatiile de locuit si in halele de fabricatie difera de la o tara la alta. De exemplu, in Rusia concentratia maxima admisa este de 0,5 mg/m³ aer sau 0,40 ppm (parti per milion; 1 ppm = 1 ml/m³ aer = 1,248 mg/m³ aer), in Romania - 4,00 mg/m³ sau 4,992 ppm. In tara noastra se tine cont de norma europeana EN 120 pentru incleierea PAL din clasa E₁, valoarea maxima de 10 mg/100 g PAL absolut uscat, valoare determinata iodometric. Pentru clasa E₂ - 10,130,0, iar pentru cea E₃ - 30,160,0. Valoarea pentru placile din clasa E₁ determinata se corecteaza in functie de umiditatea PAL in momentul stabilirii continutului de formaldehida libera si pentru noua norma EN 120 se ia in considerare valoarea corectata E₁. Relatia de corectie este: Valoarea E₁ = valoarea E₁ determinata + 0,65 (6,5 - U_m) 6,5 mg/100g, unde U_m reprezinta umiditatea medie determinata a PAL (310 %); factorul de corectie poate fi pozitiv sau negativ, in functie de valoarea umiditatii U_m.

In prezent, fabricarea mobilei se admite din PAL de clasa E₁. Este necesar ca placile de clasele E₂ si E₃ puse in vinzare sa fie marcate cu mentiunea "interzis a se folosi in spatii de locuit". Norma europeana EN 120 prevede, pentru incleierea PAL din clasa E₁, valoarea maxima de 10 mg/100 g PAL absolut uscat, valoare determinata iodometric. PAL destinat melaminarii trebuie marcat special si poate avea 2 mg in plus fata de valoarea stabilita conform E₁.

Pentru reducerea emisiei de formaldehida s-a fabricat un adeziv cu raport molar 1 : 1,2, modificat cu melamina 2 % (Viron 620). Deoarece rasinile ureo-formaldehidice cu raport molar scazut au o stabilitate redusa si confera placilor rezistente inferioare, comparativ cu adezivii uzuali, ele se modifica cu melamina, etilenglicol etc.

Utilizind adezivi cu continut redus de formaldehida libera si marind cantitatea de adeziv peste limita tehnologica (maxim 10 % rasina, substanta uscata), creste in aceeasi proportie continutul de formaldehida libera. Utilizarea unui consum de intaritor de 2 % (fata de adeziv) influenteaza favorabil continutul de formaldehida libera si timpul de presare. O concentratie mai mare decit 2 % de intaritor conduce la scaderea proprietatilor fizico-mecanice ale placilor. In cazul utilizarii adezivului Viron 620, temperatura optima de presare este de 190 - 225 ^oC. Prin coborirea temperaturii de presare de la 225 la 180 ^oC, creste continutul de formaldehida libera din placi cu 20 % pentru acelasi timp de presare. Utilizind adezivi cu raport molar redus, umiditatea covorului de aschii va fi de circa 8 % la aschii de fata si de circa 10 % la aschii de miez. Daca umiditatea covorului creste, pentru aceleasi conditii de presare (P, t, t) se constata o crestere a continutului de formaldehida libera al placii si o scadere a proprietatilor fizico-mecanice. Umiditatea mare a aschiilor influenteaza negativ timpul de gelifiere a adezivului, care nu patrunde corespunzator in aschiile de lemn, conducind la o incleiere necorespunzatoare si la o emisie majorata de formaldehida.

10. Innobilarea placilor aglomerate din lemn

Prin innobilare se subintelege acoperirea fetelor placilor aglomerate din lemn cu materiale sintetice in stare fluida, plastica sau rigida (procese termo-chimice). In acest mod se obtin placi cu proprietati fizico-mecanice si estetice superioare, care in industria mobilei si in constructiile interioare gasesc o utilizare larga.

Innobilarea suprafetelor placilor aglomerate se poate realiza prin doua procedee diferite: cu materiale peliculogene de acoperire (lacuri, vopsea) si cu folii de acoperire, cu materiale de acoperire decorative (HDS), cu materiale de acoperire continue decorative, cu folii de PVC, cu filme de rasini melaminice, cu folii de grunduire, cu folii de finisare, cu folii subtiri si cu benzi pentru canturi.

Panourile acoperite direct cu filme duroplastice, cu rasini melaminice sau cu laminate HDS se utilizeaza pentru suprafetele supuse la uzura: mobila de bucatarie, birouri sau laboratoare etc. Panourile acoperite cu folii de finisare decorative isi gasesc utilizarea in special la dormitoare, locuinte, camere de tineret, cit si la bucatarii, pe suprafetele supuse mai putin uzarii. Aceste materiale corespund cel mai bine unor suprafete de lemn natural sau unor suprafete de furnire, din punct de vedere al texturii, al luciului si al aspectului natural.

Pentru calitatea mobilei este foarte important ca suprafetele sa ramina neschimbate o durata de timp cit mai indelungata, atit din punct de vedere a culorii cit si ca structura. Din acest motiv, pentru foliile de finisare se utilizeaza hirtie (pe cit posibil, rezistenta la lumina si avind o fata neteda) pe care se imprima in special decorari care imita textura lemnului sau chiar si alte decoruri. Flexibilitatea si rezistenta la fisurare a foliilor se obtin prin impregnarea cu o rasina ureica sau cu un amestec de rasina melaminica cu dispersie de polimeri, dupa care urmeaza uscarea. Dupa uscare suprafata foliei se acopera cu un strat de vopsea (de lac melaminat si acrilat). Aceste lacuri, dupa a doua uscare, realizeaza caracteristici excelente ale suprafetelor. Pentru hirtiile decor cu pori imprimati se utilizeaza lacuri apoase speciale, care inlesnesc transformarea unui por sincron in imprimeu tip textura de lemn. Prin potrivirea imprimarii texturii si a porilor se realizeaza o imitatie perfecta, adica o redare a lemnului natural, care abia lasa sa se observe diferenta fata de "original" (lemnul natural).

Flexibilitatea foliei depinde de gradul de polimerizare a amestecului de rasini. Proprietatile suprafetei foliei de finisare vor fi, in schimb, determinate, in primul rind, de felul si calitatea lacului utilizat si de gradul de intarire.

Printre produsele innobilate prin melaminare mentionam: placi melaminate din fibre de lemn, placi melaminate din aschii de lemn, placi decorative din hirtie stratificata HDS, folii melaminate pentru protejarea canturilor, placi melaminate din fibre de lemn imprimate prin serigrafie, placi melaminate din hirtie stratificata imprimate prin serigrafie.

Placile melaminate tip PFL-M sint placi din fibre de lemn dure pentru innobilare, finisate prin presare la cald cu unul sau mai multe straturi decorative. Aceste straturi sint formate din filme de hirtie impregnata cu rasina melaminica, aplicata pe o fata sau pe ambele fete. Filmul de hirtie melaminata care se aplica pe placa suport poate avea diferite desene si culori.

Placile din aschii de lemn melaminate sunt acoperite pe ambele fete, prin presare la cald cu unul sau mai multe filme de rasini sintetice, filmul de suprafata fiind, in toate cazurile, un film de rasina melaminica.

Placile decorative din hirtie stratificata se realizeaza prin presarea la cald a mai multor straturi de hirtie impregnata cu rasini sintetice, dintre care stratul superior (fata) este decorativ, cu aspect mat sau lucios. Ele sint folosite la fabricarea mobilei (Mo), in constructii civile (Cv), pentru mijloace de transport (Mt) si la bordurarea panourilor (C).

Procesul tehnologic de melaminare a placilor aglomerate din lemn cuprinde urmatoarele operatii:

pregatirea rasinilor sintetice pentru impregnarea hirtiei;

impregnarea desenului decorativ pe hirtie;

impregnarea hirtiei cu rasini sintetice si obtinerea filmelor;

pregatirea filmelor (croite, sortate) si formarea pachetelor;

presarea filmelor pe suport;

finisarea placilor melaminate.

Pentru obtinerea filmelor melaminice se utilizeaza o gama mare de rasini melamin-formaldehidice, lichide sau sub forma de pulbere, care difera prin raportul molar intre melamina si formaldehida, concentratie, viscozitate etc. Dintre rasinile fenol-formaldehidice se utilizeaza numai cele de tip rezolic.

6. Bibliografie

1.     V. Petrovici, V. Popa. Chimia si prelucrarea chimica a lemnului. Vol. 1 si 2. - Brasov, Lux Libris: 1997,-302p.

2.     Азаров В. И., Буров А. В., Оболенская А. В. Химия древесины и синтетических полимеров. -С. Петербург, -1999. -627с.

3.     Никитин Н. И. Химия древесины и целлюлозы. -М. -Л., -1962. -711с.

4.     Богомолов Б. Д. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединении. М., 1973. -400с.

5.     Химия древесины /Под ред. Браунинга Б. Л. -Пер. с англ. -М., 1967. -416с.

6.     Никитин В. М., Оболенская А. В., Щеглов В. П. Физика и химия высокомолекулярных соединении и химия древесины и целлюлозы. Ч. 1. -Л., -1973. -168с. то же, ч. 2. -Л., 1974. -176с. то же, ч. 3. -Л., 197 -108с.

7.     Никитин В. М., Оболенская А. В., Щеглов В. П. Химия древесины и целлюлозы. -М., 1978. -366с.

8.     Тагер А. А.  Физико-химия полимеров. -М. -1968. -536с.

9.     Лигнины (структура, свойства и реакции) /Под ред. Сарканена К. Б. и Людвига К. Х. -Пер. с англ. -М., 197 -630с.

10.  Браунс Ф. Э., Браунс Д. А. Химия лигнина. Пер. с англ., -М. 1964, -863с.

11.  Оболенская А. В. Химия лигнина. -С. Петербург, -1993. -77с.

12.  Чудаков М. И. Промышленное использование лигнина. -М. -1972. -214с.

13.  Закис Г. В.  Функциональный анализ лигнинов и их производных. -Рига. Зинатне, -1987. -230с.

14.  Синицын A. П., Гусаков А. В., Черноглазов В. М. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. -М. -199 -224с.

15.  Грушников О. П., Елкин В. В.  Достижения и проблемы химии лигнина. -М. -1973. -297с.

16.  Боголицын К. Б., Резников В. М. Химия сулфитных методов делигнификации древесины. -М. Экология. - 1994. -289с.

17.  Оболенская А. В., Ельницкая З. П., Леонович А. А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. -М. 1991. -320с.

18.  Р. Пен, В. Пен Кинетика делигнификации древесины. -Красноярск, -1998. -197с.

19.  Д. Фенгел, Г. Вегенер Древесина. Химия. Ультраструктура. Реакции. Пер. с англ., -М. -1988. -512с.

20.  Иванов М. А.. Химия древесины. - Москва, Лесная Промышленность 1982, -354с.

21.  Фляте Д. М.  Технология бумаги Учебник для вузов. -М., 1988. -440с.

22.  Лобанок А. Г., Бабицкая В. Е., Богдановская Ж. Н. Микробный синтез на основе целлюлозы. Белок и другие ценные продукты. Минск, -1988. -260с.

23.  Гордон Л. В., Скворцов С. О., Лисов В. И. Технология и оборудование лесохимических производств. -М. -1988. -357с.

24.  Сирков А. Т.  Вискозные волокна. -М. -1980. -296с.

25.  Стрепихеев А. А., Деревицкая В. А., Слонимский Г. Л. Основы химии высокомолекулярных соединений. -М., 1967. -515с.

26.  Strepiheev A. A., Derevitcaia V. A. Chimia compusilor macromoleculari. Trad. din l. rusa.-B., 1962. -352p.

27.  Отлев И. А., Штейнберг Ц. Б. Справочник по древесностружечным плитам. -М., 1983. -240с.

28.  M. Bularca Fabricarea placilor din aschii si fibre de lemn. -Bucuresti, 1996, 574p.

29.  Холькин Ю. И.  Технология гидролизных производств. Учебник для вузов. -М., 1988. -440с.

30.  Ковернинский И. Н. Основы технологии химической переработки древесины. -М. -1984. -184с

31.  Роговин З. А. Химия целлюлозы. -М. -1972. -518с.

32.  M. Ghetiu. Chimie organica. - Chisinau, Tehnica-Info: 1999, -500p.

33. M. Ghetiu, A. Baerle Chimia lemnului. Indrumar de laborator. - Chisinau, U.T.M.: 2005, -47p.

34. M. Ghetiu Compozitia chimica a lemnului. Note de curs. - Chisinau, U.T.M.: 2006, -59p.