Lignín a sulfitový výluh

Relevanta dokument
Datablad FLEXIMARK Rostfria syrafasta teckenremsor & hållare

Det kildinsamiska skriftspråkets

Ako by vyzerala federálna futbalová reprezentácia podľa Športu v roku 2018?

R app o r t T A n a l y s a v f as t p r o v. Ut f ä r dad A le xa n d e r G i r on

ViewSonic VP2365-LED LCD Display

Posmrtný nepokoj Júliusa Nôtu

R app o r t T A n a l y s a v f as t p r o v. Ut f ä r dad P e r S a mu el s s on

Mal divák. vo Zvolene pištoľ? Lipiansky: V sobotu chcem hrať! Šatan nemôže, prišiel Svatoš VEĽKÝ PLAGÁT IVANA JAKEŠA ZADARMO POZOR UŽ V SOBOTU!

Znepokojený Cíger: Je to slabé

Štvrtok ročník číslo 240 cena 0,70. Strany 2 4

Nemečka zvolili! Slovan vydoloval dva body SUPERŠANCA 1 X 2 1X X X 2 1X X2 12. Denník Šport aj v App Store pre ipad a iphone

G o o g l e. RNDr. Marta Krajčíová 1

Francúzi udreli v závere. Avšak nie pred penaltou, z ktorej dalo Holandsko víťazný gól Mexiku. Redaktor Športu v dejisku MS!

Pačinda je suspendovaný!

Stačila iba hodina. (IAAF sa pre odchýlku v biologickom pase domnieva, že mohol porušiť antidopingové pravidlá)

Diplomová práca. Jana Šišovská. The impact of English on language policy and plannig in Sweden

1. M öt et s öp pn an d e S ve n fö r k la r a r mö t et ö p p nat k lo c k a n i me d le ms k o nt o r et.

2008 december Spektrum. 10 rokov Spektrum. OBSAH ÚVODNÍK Advent - obdobie veľkej túžby... 2 Čakáme na teba, Pane... 3 SPEKTRUM

NR SVENSK SLOVAK INFO

Nie zbohom, dovidenia

o n k o k t k t fk t ej k t ek t k t o n k k k k k k jz

Föreläsning 3. Jonbindning, salter och oorganisk-kemisk nomenklatur

V Kližanovi drieme veľký hráč

Tentamen i Allmän kemi NKEA02, 9KE211, 9KE , kl

Vitaj, šampión! Bomba večer s Djokovičom v Bratislave. Slovákov proti Čechom povedie kapitán Hamšík. Slovanisti si uctili v Jaroslavli Demitru

Z NHL nikto nepovedal

Streda ročník číslo 118 cena 0,60. Strana 16

Gyömbér v AS Rím? Zatiaľ nie!

Gáborík do ZOH nenastúpi Strana 26

Motivet finns att beställa i följande storlekar

Je to paráda! CIBULKOVÁ na 5 stranách! Denník Šport aj v App Store pre ipad a iphone. Kompletnú ponuku nájdete v pobočkách a na

Štvrtok ročník číslo 226 cena 0,60

DAC ma podrazil! Branislav Obžera tvrdí: 6 zápasov a 2500 POZOR! UŽ DNES KTO CESTUJE S KOZÁKOVCAMI? VÝHERCOVIA NA STRANE 7. TV program pre športovcov!

DEN HEMLIGA AGENTENS HANDBOK FÖR SPRÅKLIGA UTMANINGAR

DEN HEMLIGA AGENTENS HANDBOK FÖR SPRÅKLIGA UTMANINGAR

Kozák: Už sa mi sníva o súperoch

Syror och baser. H 2 O + HCl H 3 O + + Cl H + Vatten är en amfolyt + OH NH 3 + H 2 O NH 4. Kemiföreläsning

Liverpool Škrtela nepustí

Chlapci, ideme na to!

Janus: Chcem spoznať Laca!

Vedenie FC Spartak Trnava odmieta spájanie klubu s možnou korupciou, dištancuje sa od takýchto podozrení

Cibulková: Ešte nekončím

Chudý skončil! Vráti sa

aj ľudsky najlepšie kurzy Hviezda svetového zjazdového lyžovania MIKAELA SHIFFRINOVÁ o odchode Veroniky Velez-Zuzulovej: MLÁDEŽNÍCKY ŠPORT nike.

1 3E K 0 4 O 6 4 H T H 6 4 O M O O N 0 4 I A 6 4 E Л Л H N I K 0 3 N 6 4 Y Л Л O Ц 0 3 N K A I K O I N O T H T 0 3 N 6 4 O Y H 0 4 I A 6 4 U

Legendárny Phelps má veľký problém, opäť šoféroval opitý! Strana 36. Prečo naši arbitri nepoužívajú spreje? Sú veľmi drahé...

VECKANS LILLA POSTKODVINST á kronor Inom nedanstående postkoder vinner följande 172 lottnummer kronor vardera:

Chára: Veľmi to bolí!

Repetitionsuppgifter. gymnasiekemi

Kemi. Fysik, läran om krafterna, energi, väderfenomen, hur alstras elektrisk ström mm.

Ur Höga visan. 4. Stycket är i grunden skrivet för enbart kör, men solister kan, om så önskas, sjunga valfria delar för att öka variationen.

Jurkemik: Nevzdám to!

KEMA02 Föreläsningsant. F2 February 18, 2011

Lačný, liptovský Messi

Johan Cruyff je môj dedo! Slovan zdolal Dinamo, stráca už len 7 bodov Strana 12. Denník Šport aj v App Store pre ipad a iphone

chcem byť kamarátka S Cibulkovou Získajte poukážky do Kauflandu v hodnote až 60

Bol to veľký srandista! Strany 4 a 5

NR SVENSK SLOVAK INFO

Soči v kocke VEĽKÝ PLAGÁT ANASTASIE KUZMINOVEJ ZADARMO. 16-stranová pamätnica v zajtrajšom Športe. o ZOH 2014! Až 12 strán

Grundläggande kemi I 10 hp

PRED INŠTALÁCIOU SOFTWARU INŠTALÁCIA V PROSTREDÍ WINDOWS INŠTALÁCIA V PROSTREDÍ MACINTOSH RIEŠENIE PROBLÉMOV

$1)1-.!?$ÄiÂÄ ÜG aý* J_5=1%

Skriv reaktionsformler som beskriver vad som bör hända för följande blandningar: lösning blandas med 50 ml 0,05 H 3 PO 4 lösning.

Tretí brankár v HC Slovan Čech Marek Mazanec

Utorok ročník číslo 199 cena 0,70

Štvrtok ročník číslo 196 cena 0,60. víťazná premiéra

Tentamen för KEMA02 lördag 14 april 2012, 08-13

KEMIOLYMPIADEN 2017, OMGÅNG 2, ANVISNINGAR TILL LÄRAREN

Prestrelka Sagan Kwiatkowski

Úžasné, akého šampióna máme

Kapitel 14. HA HA K a HO A H A. Syror och baser. Arrhenius: Syror producerar H 3 O + -joner i lösningar, baser producerar OH -joner.

Líder západnej skupiny III. ligy vylial zo Slovnaft Cupu prvoligové Michalovce Strany 2 a 3

Len Trenčín POZOR! UŽ ZAJTRA. POZOR! UŽ DNES TV program pre športovcov! na záver kariéry si zachytá v Spojených štátoch, navyše na slnečnej Floride!

Stökiometri I Massa-Molmassa Substansmängd

Löslighetsjämvikter - beräkningsexempel

Sobota ročník číslo 148 cena 0,60. NEMECKO VS SLOVENSKO Už zajtra o 18:00

Mer om syra- basjämvikter

Streda ročník číslo 77 cena 0,70. Strana 3

Balotelli? Normálny chalan

Kapitel 14. Syror och baser

HIGH SCHOOL ANSVAR TRYGGHET KVALITET SEDAN ÖPPNA DITT HEM BLI VÄRDFAMILJ!

HIGH SCHOOL ANSVAR TRYGGHET KVALITET SEDAN ÖPPNA DITT HEM BLI VÄRDFAMILJ!

SKB Korrosion av koppar i rent syrefritt vatten

Francúzov sme zhltli, dnes s Fínmi

Ivan Hodúr prehovoril: O život sa nebojím!

Strana 9. Strany 2 a 3

När denna vokal står efter en konsonant framträder inte något [j] utan detta markerar att den föregående konsonanten är mjuk, dvs uttalas i i-läge.

Janus Laco! V bránke je sila: Velez-Zuzulová druhá

Masarykova Univerzita. Filozofická fakulta. Ústav Germanistiky, Nordistiky a Nederlandistiky

REPETITIONSKURS I KEMI LÖSNINGAR TILL ÖVNINGSUPPGIFTER

Konc. i början 0.1M 0 0. Ändring -x +x +x. Konc. i jämvikt 0,10-x +x +x

Parkera lätt och rätt i Varberg. Information och kartor över allmänna parkeringsplatser.

Medborgarnas synpunkter på skattesystemet, skattefusket och Skatteverkets kontroll Resultat från en riksomfattande undersökning hösten 2006

Útočník MAC-u Budapešť Kevin Szabad poslal do nemocnice za dva dni Strana 9 Žilinčana Surovku i Košičana Nagya. najlepšie kurzy

NHL proti Višňovskému!

KEMI 5. KURSBEDÖMNING: Kursprov: 8 uppgifter varav eleven löser max. 7 Tre av åtta uppgifter är från SE max. poäng: 42 gräns för godkänd: 12

VYHRÁ DVE ETAPY! UKRAJINE UKRADLI GÓL SAGAN SA PRED TOUR DE FRANCE STAVIL:

Usain Bolt naďalej kráľ svetového šprintu

REPČÍK a ` la PLACHÝ!

Här växer människor och kunskap

Transkript:

Lignín a sulfitový výluh (Prednesené doskolovacom kurze ROH pre vyššie kádre technické v Banskej Štiavnici r. 1950.) R. BORIŠEK i Üvod. Výroba papiera v hľadaní nových surovín siaha konečne v 19. sloročí po celulóze z dreva, keď Keller, Ritter, Mitscherlich, Tilghman, Ekman a iní vypracovali a priviedli k úspechu sulfitový spôsob varenia dreva. Problém získavania celulózy z dreva spočíva na oddelení celulózového vlákna od ostatných sprievodných látok, inkrustov. Hlavný ppdiel týchto inkrustov je označovaný ako lignín 44, ktoré pomenovanie prvý použil Payen a Schulze. Lignín je vlastne krycie meno pre ešte i dnes nie celkom známu smes org. látok, ktorých konštitúcia v pôvodnom i v izolovanom stave z dreva nie je ešte jasne dokázaná. Lignín dá sa z dreva odstrániť viacerými stpôsobmi (varením s alkáliami, kyslými i neutrálnymi síričitanmi, kys. dusičnou, chloritanmi, fenolmi, alkoholmi alif., hydrotropickými roztokmi NaxyloLsulíonátu a pod.), z ktorých priemyselne sa prevádza varenie s alkáliami, s Na (Ca-Mg-NH^ bisulfitmi, kyselinou dusičnou, chlórom a alkáliami pre traviny. Z týchto spôsobov je najväčšmi rozšírený Ca.bisulfitový ako doteraz najlacnejší, hoci ani nie najekonomickejší a najkvalitnejší. Problém lignínu možno riešiť dvoma zásadnými spôsobmi: a) Izolovať celulózu a lignín tak, aby aj lignín mohol byť hneď zužitkovateľný. Hľadanie nových metód varenia celulózy, ako sa s času na čas zjavujú v literatúre, je hľadanie spôsobu riešenia tohto problému. b) Hľadať možnosť zúžitkovania lignínu v tej forme, ako odpadá pri dnešných spôsoboch varenia. A tu v prvom rade prichádza do úvahy riešiť zneškodnenie alebo zúžitkovanie sulfitových výluhov. Aby sme si urobili hrubý obraz o možnostiach použitia lignínu, treba si uvedomiť, že pri výrobe 100 t celulózy denne bolo by možno získať na použitie 60 80 t lignínovej hmoty okrem cukrov a ostatných anorganických súčiastok. Toto číslo núti hľadať buď všeobecné použitie alebo niekoľko možností použitia. Doterajší vývin smeroval k zúžitkovaniu sulfitového výluhu zahusteného alebo sušeného. Pri chemickom použití sulfitový výluh sa však javí ako íierovnorodý chemický materiál o kolísavých vlastnostiach. Väčší i?a možností zvlášť chemického použitia stroskotalo práve na tomto a preto tu nastáva úloha izolovať zo sulfitového výluhu jednotlivé chemické príbuzné frakcie alebo spracovať výluh tak, aby vy- 401

kazoval niektoré konštantné vlastnosti. S tohto hľadiska prístupu, jeme teda k riešeniu otázky sulfitových výluhov eo stránky technologickej so snahou preskúšať a osvetliť bližšie chemizmus izolovania lignínu po kyslom a alkalickom spracovaní sulfitových vý luhov. Problematika. Problém sulfitových výluhov sa dá vtesnať do 3 hlavných skupín: 1. Použitie sulfitového výluhu na základe jeho fyzikálnych a chemických vlastností, a to v tej forme ako odpadá, alebo zahustený, alebo sušený. (Lepidla, briketovanie, spaľovanie, rozličné kvasné pochody a pod.) 2. Izolovanie organickej hmoty výluhu srážaním alebo inými metódami (srážanie s CaO, amínmi, kyselinami, NH 3 -S0 2 proces, vysoľovanie a pod.). 3. Kegenerovanie anorganických složiek výluhu (S0 2, MgO a p.) a výroba nových organických slúčenín (kys. oxalová, vanilín, hydrogenačné produkty a pod.). Izolovanie a získanie organickej hmoty-lignínu e vhodnými vlastnosťami alebo získanie vhodnej východiskovej látky na «ľalšie syntézy je jedna z najvýhodnejších ciest na riešenie problému lignínu. Vysrážaním lignínovej organickej hmoty sa zbavíme balastu rôznorodých příměsí sulfitového výluhu a dostávame viacmenej čistú organickú látku (technicky čistú), ktorá môže byť východiskom na ďalšie zúžitkovanie. Aby sme si mohli urobiť ucelenejší obraz o probléme, treba shrnúť a rozobrať otázku lignínu podľa doteraz publikovanej literatúry a to: 1. Drevo a jeho složky, ktoré varením prechádzajú v pôvodnej alebo pozmenenej forme do výluhu; 2. Sulfitový výluh a kyselina lignínsulfitová; 3. Vysrážanie lignínu zo sulfitového výluhu a jeho zúžitkovanie. 1. Drevo. Drevo, ktoré nám slúži ako surovina na výrobu celulózy, je samo o sebe dosť pestrou a nerovnorodou směsou rôznych chemických látok. Podiel jednotlivých složiek závisí od druhu dreva (listnaté, ihličnaté, smrek, borovica) a aj u rovnakých druhov dreva sa mení s podmienkami vzrastu (pôda, nadmorská výška, podnebie atď.). Tieto podmienky majú vplyv na priebeh varenia celulózy a na složenie a vlastnosti sulfitového výluhu (Kraft 3). Vo všeobecnosti môžeme počítať s týmto percentuálnym složením dreva podľa Schwalbe-Beckera (4). 402

Tabulka I. Smrek Picea excels» Borovica Pinus silvestris Buk Fagus silvatica Breza Betula verrucosa Osika Populus tremula popol živice (alkohol- benzén) metyl (CH 3 ) pektín (Fellenberg) kys. octová (Schorger) protein (Nx 6,25) pentozány metylpentozány celulóza (Cross-Bevan) celulóza (bez pentozánov) lignín (Willstätter) 0,77 2,34 2,36 1,22 1,44 0,69 11,30 3,0 63,95 57,84 28,29 0,93 3,32 2,20! Ml 1,40 0,80 11,02 2,23 60,54 54,25 26,35 1 1 1Д7 1,20 2,96 1,75 2,34 1,05 24,86 1,02 67,09 53,46 22,46 0,39 1,68 '2,77 1,67 4,65 0.74 1 27,07 0,84 64,16 45,30, 19,56 0,32 2,87 2,57 1,82 4,17 0,63 23,75 0,72 62,89 47,11 18,24 Podľa skúseností z viacerých analýz udáva Hägglund (5) priemerné složeuie dreva vzhľadom na varenie takto: celulóza 41,0 Hemicelulózy 1. Polysacharidy typu celulózy manóza 2,8 xylóza 2,1 fruktóza 1.2 6,1 sulfitová celulóza 47,1% 2. Ľahko hydrolyzovateľné hemicelulózy xylóza 4,1 manóza 8,6 glukóza 6,9 \ sulfitová celulóza galaktóza 1,0 fruktóza. stopy 20,6% Lignín Acetyl Živice, vosky, popol ap. 28,6% 1,4% 2,3% 100% Keď uvažujeme teraz, čo sa deje s jednotlivými složkami pri varení s bisulfitom vápenatým, musíme mať na mysli, že v podstate okrem sulfitovania lignínu je varenie vlastne po chemickej stránke hydrolýza. Preto časť polysacharidov (hexozánov, pentozánov) ide do roztoku ako redukujúce cukry, prchavé organické kyseliny (mravčia, octová), metylalkohol sa odštepujú a pektín sa hydro- 403

lyžuje na glukurónové kyseliny. Živice sa rozpadajú na rozličné terpény vo väčšom množstve možno izolovať cymén. Množstvo jednotlivých stepných produktov závisí od spôsobu várky a želateľné množstvo niektorých sa dá ovplyvniť specifikovaným postupom varenia (silnejšia alebo slabšia hydrolýza, teplota, čas a pod.}. 2. Suifitový výluh. Pre štúdium sulfitového výluhu budú nás zaujímať práve tie komponenty, ktoré za izolovania celulózy z dreva prechádzajú v.pôvodnej alebo pozmenenej forme do roztoku a z nich najviac lignín. Okrem anorganického podielu (voľný a aldehydicky viazaný SOo, suhily, Ca, stopy iných katiónov) je hlavnou súčiastkou výluhu organická sušina (lignín, cukry, prchavé org. kyseliny, alkoholy a pod.), \ogel (6) udáva priemerné složenie výluhov čo do pomeru hlavných komponent (tab. Ill) a podrobnejšiu analýzu uvádzajú Partanský-Benson (7) a Peniston-McCarthy (8) (tab. IV.). Tabuľka III. v sušine org. hmota % anorg. hmota % red. cukry CaO g/i celková síra g/i I I I I I I 5,5 7,5 I 90 140! 11 16! 88 90 10 12 20 30 \ 6 7 5,5 6,5 I! í I! I ' Tabuľka IV. I. Partanský-Benson, II, Peniston-McCarthy I II v g/l g/i. sušina popol prchavá kyselina kyselina mravčia kyselina octová CaO celková síra sulfáty ako SO:i voľnv S0 2 aid. viazanv S0 2 SO2 sulf. viazaný furfural lignín cukry hexózy pentózv OCHa 1 118,0 19,01 5,31 0,63 4,68 7,24 10,29 2,2 1 1,39 4',98 12,4 0,28 61,5 20,15 17,15 2,55 l 115,4 11,88 1 6,19 8,92 1,1 1 0,6 3,73 26,78 19,05 1 7,84 464

Okrem udávaných složiek výluhu nachádzajú sa v malom množstve ešte alkoholy, aldehydy, ketóny a iné a to napr. podľa Partanského-Bensona (7): metylalkohol: 0,72 1,26 h/l etylalkohol: 0,157 0,23 furfural: 0,023 0,029 acetón: 0,1 0,15 CO: 1,5% (O. Giller-9) p cymén 1 kg/t celulózy (Hägglund -10) Množstvo i prítomnosť jednotlivých složiek prv uvádzaných závisí od podmienok varenia. Metylalkohol, prípadne formaldehyd a ketóny odštěpením z lignínu, prchavé kyseliny, furfural (metyloxymetyl furfural) zase rozkladom cukrov, CO vzniká pri rozklade aldonových kyselín, ktoré zase vznikajú oxydáciou hexóz (11) p-cymén (prípadne dipentén, seskvipertén) vznikly hydrolyzačným a oxydačným účinkom SO=. Pri použití niektorých driev listnatých sú vo výluhoch prítomné aj trieslivá. Najvyšší podiel organickej sušiny sulfitového výluhu predstavuje lignín a to vo forme Ca-soli kyseliny lignínsulfitovej. Keď sa přikloníme k prevládajúcemu názoru na aromatický charakter natívneho lignínu (Brauns 12, Erdtman 13, Lange 14, Saudermann 15), potom najpravdepodobnejší vzorec lignínu zo smreku je podľa Freudenberga (16) I. alebo Braunsa (15) II. Podľa Freudenberga na 4 fenylpropánové jednotky pripadnú 3 éterové a 1 voľná fenolická skupina, podľa Braunsa na 6 metoxyluv 6 acelylovateľných hydroxylov, z toho 1 fenolická. 1 keto a \A enolickej skupiny. Freudenberg (17) v cuproxamligníne z jedle našiel 8% acetylovateľných OH, z toho 2,4% fenolických 3,3% primárnych a 2% sekundárnych alkoholických, 2,5% kyslíkových atómov potrebuje vysvetlenie a môžu to byť karbonyly, alifat. étery, karboxyly. Etylénová väzba je problematická Klasou, Hibert, Hägglund, Holm. 405

berg sú za, Freudenberg, Erdtman, Harris a spol., Pauly a sipol. sú proti. Novšie H. Pauly (15) sám nachádza dvojnú väzbu 2,3 3,9%. Aj Saudermann vysvetľuje addíciu anhydridu kyseliny maleínovej prítomnosťou dvojnej väzby. Fenolická skupina éterický viazaná na susedný fenylpropán sa v alkáliách už za studena odštepuje, najviac však ^з, pričom nastáva aj čiastočná dekondenzácia (Penisíon-McCarthy 8). Vedľajší reťazec dokonale prebádavajú Wacek a spol. (18). Podľa neho alifatický reťazec fenylpropánovej jednotky je alebo 1,2 alebo 1,3 ketol, pričom sulfitovaný -môže byť 1 3 ketol, z ktorého potom jedine môže vzniknúť vanilín. Toto aldolové soskupenie chýba alkalignínu, fenol-, etanollignínu, a preto tieto po oxydácii nedávajú vanilín. Z tohto krátkeho súhrnu vidlieť, že natívny lignín je stále predmetom skúmania a stredobodom záujmu ako teoretikov, tak technológov. Teoretikom robí ťažkosti príprava čistého preparátu (izolovanie so 72% H 2 S0 4, so 42% HCl Willstädter 20) a okolnosť, že lignín sa prakticky nerozpúšťa v nijakých bežných organických rozpustidlách bez toho, že by nebola vylúčená konštitučná zmena. Preto nachádzame v literatúre rôzne náhľady na konštitúciu lignínu. E. Schütz a spol. (21) popierajú vôbec existenciu natívneho lignínu a predpokladajú prítomnosť citlivých uhľohydrátov, ktoré len pri izolovaní sa menia na lignín. Jediné a pravdepodobné svetlo vrhá na štruktúru lignínu izolovanie charakteristických skupín pri rozličných reakciách lignínu (vanilín, syringaldehyd, metoxy-skupiny, éterická väzba medzi aromatickým jiadrom a alifatickým reťazcom a pod.). S fyzikálnej stránky shrnuje vlastnosti lignínu Brauns (12) takto: Protolignín je termoplast, pravdepodobne bielej farby, bod m. 140 190 stup. C, uskladňovaním dreva podlieha ďalšej kondenzácii (drevo po 8 rokoch uskladnenia sa ťažko varí). Izolovaný lignín sušený a na svetle mení fyzikálne vlastnosti (farba, rozpustnost' a pod.). Specifická váha sa pohybuje od 1,36 1,45, ind. lomu 1,6, povrch 180 m"/g pre Cuoxam-lignín z jedle, molekulárna váha od 250 do 11.000. Molekula má v roztoku pravdepodobne guľovitú formu. Spaľovacie teplo bezpopolového HCl lignínu je 6.277 kg cal/g. Lignín vykazuje sorpčné vlastnosti s chemickej stránky pre svoj permutoidný charakter, s fyzikálnej pre svoj negatívny náboj. Kyselina lignínsulfonová vykazuje značnú fluorescenciu, protolignín len slabo modrú. Protolignín i izolovaný lignín dáva charakteristické absorpčné spektrum v ultrafialovom a infračervenom pásme. Lignín, pravda, prekonávajúc určité zmeny, je rozpustný v alkáliách a v síričitanoch, pod tlakom v alkoholoch, fenoloch, dioxane, kone. kys. octovej (za katalýzy HCl, H2SO4) aj pod 100 stupňov C. 4C6

Z týchto chemických reakcií osvetlíme si bližšie rozpúšťanie lignínu v bi&ulfitoch alkalických zemín. Varením dreva v bisulfitoch (prevádzkové sulfitový lúh-varákový lúh) o priemernom složení napr. 5% celkové S0 2, 3,5% voľné SO*, 1,5 viazané SO2 a 0,8 1% CaO už pri 70 stup. C nastáva sulfitácia lignínu za tvorby pevnej kys. lignín&ulfitovej (I II). Takto sulfitované drevo funguje ako permutit a viaže Ca " " z roztoku, čím stúpne acidita varnej kyseliny, čo v druhej fáze varenia podporuje hydrolýzu pevnej lignínsulfitovej, ktorá prechádza do roztoku (III IV). Dôkaz o týchto dvoch fázach previedol Kullgren (22), keď nasulfitované drevo dokonale.premyl a potom pod tlakom vodou alebo alkoholom previedol nerozpustnú lignínsulfitovú na rozpustnú. Sulfitácia lignínu zásadne prebieha rýchlejšie v kyslom ako v neutrálnom alebo v alkalickom.prostredí. Pri sulfitoch s vyšším obsahom bázy dostáveme viac sulfitovaný lignín. OCn \. / T 'i f YYT Л/Ч.Л/ I. ^ /\ ox CH^0H H O'l OCH3 \ c / ^0' H0 V Ni сиг у v-o HO, ^ Л но \s* /-CHSOjH но 0СК Э s*?". сн HO OCH. j>\á ctí - V c \Xv>^-^? Х OCH, Л Ch, I " - СИ-С OCH, / \ M Í)H S03M лэ П -CH «V CH- t Ш CHjC0-CH 3 OCH. CCH3 0CH3 HO./ \ c~ 5O3H \ h!v / >-CH50 3 H H0 x Všeobecne je potrebné asi 1 S na 2 OCH 3, aby mohol ísť lig. nín do roztoku, Freudenberg (23) zase udáva hraničné číslo 4% S (t. j. 1 S na 40 C). Kyselina lignínsulfitová i v rozpustnej forme sa môže ďalej sulfitovať na vedľajšom reťazci, podľa Waceka len na 1.3 ketol-forrau. Konfigurácia vedľajšieho reťazca je veľmi dôležitá a ak je eulfitovaleľná OH skupina blokovaná kondenzáciou s viacmoc- 407

осн. у - < H >r ьо 3 н сн г Г осн. V- CO-CH^-CHJSOJH - < : nými fenolmi (rezorcín alebo pinosylvín = 3.5 dihydroxy-trans stilbén, ako je tomu u borovice), nemožno tento lignín normálnym varením s bisulfitmi dostať do roztoku (Erdtman 13), ale je po. trebné túto skupinu nasulfitovať v neutrálnom prosttedí, keď fenoly nereagujú so sekundárnym hydroxylom, a len potom dovariť s bisulfitmi. Takto vysvetľuje Erdtman vôbec sulfitové varenie. V prvom štádiu sa sulfituje sekundárny hydroxy!, v druhom štádiu prv viazaný maskovaný" aldol. To potvrdzuje aj Hägglund a spol. (24), keď udáva, že pevná lignínsulfitová kyselina má skrytý aldehyd, lebo len nepatrne viaže SO=. S karboxylom súvisí aj fluorescencia a tmavenie výluhu. Ak sa karbonyl. ktorý adduje S0 2, alkalizovaním uvoľní, stratí výluh fluorescenciu a tmavie. Vo výluhu sa teda nachádzajú rozličné stepné produkty lignínu viac-menej sulfitované, ako Ca-soli alebo voľné kyseliny. Srážaním s ß-naftylaminom Klasson (25) delí tieto sulfitokyseliny na & a ß, ktoré sa naftylamínom nesrážajú. Tieto dve frakcie sa dajú oddeliť dialýzou. Podľa Rackyho (26) delenia s 27% kys. fluorokremičitou je v sušine výluhu z jedle 43% kys. «(70% počítané na lignín v sušine) a 13 19% kys. ß. Hägglund a súhlasne Partanský udávajú 90% lignínu sraziteľného s ß-naftylaminom. ^-kyselina je nízkomolekulárna s vysokým obsahom síry. Pomer a obsah «a /^-kyseliny kolíše a závisí od podmienok sulfitácie pri varení. Varenie s nízkym obsahom bázy dáva napr. nízko sulf it ovanú kyselinu lignínsulfitovú s väčšou makromolekulou, schopnou tvoriť ďalšie komplexy. Podľa Krafta (3) prechádza «.kyselina do roztoku pri sulfitovom varení od 100 110 stup. do 138 140 stup. C. Pri dováraní pri vyššej teplote sa už potom obsah «-kyseliny nemení, hoci sušina stúpa ďalej. To súhlasí aj s Hägglundom, ktorý pri tvrdých várkach nachádza väčšie percento «-kyseliny než u mäkkých várok. 3. Izolovanie lignínu zo sulfitového výluhu á jeho zúžitkovanie. V literatúre je známy celý rad spôsobov, ako získať jak pre teoretické, tak i pre technologické účely organické komponenty zo sulfitového výluhu prípadne aj v pevnej forme. 1. Izolovanie kyseliny lignosulfitovej alkoholmi (acetónom)., octanom olovnatým. Sem patrí aj vysoľovanie s NaCl, CaCb a pod. Takto sa vysráža len časť lignínu a preparáty sa nehodia ani pre teoretické účely. 2. \ysrážanie kyseliny lignmosulfitovej s Ga(OH) 2 má aj technologické vypracovanie (HoAvardov proces-usa Pai. 1699815). Vysráža sa takto 60 70% org. "hmoty výluhu. 3. Srážanie aromatickými amíimii. Teoreticky ö -naftylamiii o m sa vysráža 70 90% org. hmoty (Klasou. Hägglund). Pre ana- 408

iytické účely je ešte výhodnejší Iripaflavíii alebo novšie Noll navrhuje surfen (27). Sem možno zaradiť Freudenbergom navrhované urážanie s akridínom pre technologické použitie. 4. Silným chlórováním výluhu vypadne žlto-oranžovohnedý lignín, nerozpustný v 5% HCl, ktorá vzniká pri chlórovaní (Kress, Voigtman 28). Chlórovaný produkt sa rozpúšťa v alkohole, acetóne, amylalkohole, benzaldehyde, furfurole. Proces je zatiaľ bez technického použitia. 5. Srážanie silnými anorganickými a organickými kyselinami. Koncentrovaná H 2 S0 4 a HCl za normálnej teploty vylučujú z výluhu voluminéznu hmotu. Za vyššej teploty a tlaku toto vysrážanie prebieha dokonalejšie aj pri nižších koncentráciách kyseliny. Podľa DRP 266096 (29) srážanie sa prevádza pri teplotách okolo 200 stup. C a kys. sírová sa tvorí až pri reakcii oxydáciou prítomného SO2. Schwalbe v patente 41477712 udáva, že pri 170 180 stup. G vplyvom MgCh a KCl nastáva zuhoľnatenie organickej hmoty. 6. Tlakové zahrievanie s alkáliami má za následok možnosť vysrážania organickej hmoty okyslením. Prakticky tento spôsob hol aplikovaný pri výrobe vanilínu zahrievaním výluhu s NaOH, Ca(OH) 2. Složenie sulfitového výluhu podľa tab. IV. samo nám naznačuje možnosti chemického zúžitkovania jednotlivých složiek, či už T tej forme, ako sú prítomné vo výluhu, alebo ďalšou chemickou premenou v nové látky. Prichádzame tak k najrozličnejším veľmi pestrým kombináciám. A skutočne, literatúra a patentové záznamy (Vogel 30, Schrohe 31, Schmid 32, Benson 33, Werth 34) sú plné návrhov a zaznamenávajú všetky možné spôsoby využitia sulfitového výluhu, počnúc využitím jeho fyzikálnych vlastností (lepivosť, viskóznosť, emulgačné schopnosti a pod.), ďalej jeho jednotlivých komponent anorganických (zpätzískavanie SO2) a organických (skvasovanie cukrov, vanilín, umelé hmoty) až po využitie organickej sušiny na spaľovanie. Návrhov je veľa, no prakticky využije sa ich vo väčšej miere len veľmi málo (skvasovanie cukrov, prísada k prírodným trieslivám, lepidla, spaľovanie podľa Ramena alebo Rosenbladta a pod.). Situácia je u nás dnes taká, že všetok výluh, i keď sa z neho ť. u kry čiastočne vykvasia, vypúšťa sa do riek. Dar prírody, ktorá tak skvele syntetizuje organickú hmotu aromatického charakteru, nepovšimnuto zahadzujeme alebo pre chemika hrubým a voči prírode nevďačným spôsobom spaľujeme. Je na nás, aby sme to, čo nám príroda ponúka, v plnej miere využili pre náš pokrok. 409

Literatúra I. R. W. Strehlencrt: Pap. Fabr. 10, 159, (1920) Chem. Zeitung 44, 160, 1920. 2. R. W. Strehlenert: DRP 266096, 308144, 310819, 341857. 3. H. Kraft Ueber die Sulfonierungsvorgänge und Sulfonierungsprodukte bei der Sulfitzellstoffkuchung. Tomas & Hubert, Weida in Thür. f 1928. 4. C. G. Schwalbe-E. Becker: Angew. Chemie, 32, 229 (1919); Vogel (6). 5. E. Hägglund: Holzchemie, Akad. Verlogsges Leipzich 1939, str. 252. 6. H. Vogel: Sulfitzellstoff-Ablauge u. ihre Verwetung, Stuttgart, Enke 1939-7. A. M. Partanský-H. К. Benson: Pap. Tr. Journal No 7, Febr. 81 (1936) 8. Q. P. Peniston, I. L. McCarthy: Jour. Amer. Chem. Soc. 1324-32 (1948). 9. O. Giller: ref. E. Hägglund (5), str. 306. 10. E. Hägglund: Holzchemie, I vyd. str. 210, Leipzig 1928. II. E. Hägglund, T. Jehnson: Svensk. Kern. Tid. 41, 55, (1929) ref. Pap. Tr. Journal, 7, 81, (1936). 12. F. E. Brauns: Tappi 4, 157, 1949. 13. H. Erdtman: Tappi, 8, 346, 1949. 14. P. W. Lange: Svensk Pap. Tidning, Vol. 47, 262, (1944) 15. W. Sandermann: Svensk Pap. Tid. 4, 43, (1938) 16. K. Freudenberg: Pap. Fabr. 4, 34, 1938. K. Freudenberg, F. Klink: Ber. 73, 1369 (1940. 17. К. Freudenberg: Das Papier 1, 209, (1947). 18. A. Wacek: Internationaler Holzmarkt, 20, 10, (1949). 19. Willstäter: Ber. 46 (II) 2401 (1913), Pap. Fab. 34, 287, (1939). 20. E. Schütz: Holzforschung, 2, 33-36 (1948). 21. C. Kullgren: Svensk Kern. Tid. 44, 15 (1932) ref. Hägglund vid 5. (str- 153). 22. К. Freudenberg, F. Sohns, Ber! 66, 262 (1933). 23. E. Hägglund, Т. Johnson, L. Holger Trygg: Cellchem. 2, 30, 1930. 24. P- Klasson: Ber. 53, 705, 1862-4 (1920) 25. G. Racky: Pap. Fabr. 18/19, 121 (1941) 26. R. Borišek: Analyt. metódv pre sulfit. výluh, Pap. a cel. 27. O. Kress-E. H- Voigtman. Р. Т. I. Ang. 17, 73, (1933). 28. Patentná literatúra: Zellstoff u. Pap. 10, 456 (1936). 29. H. Vogel: Sulfitové výluhy, Basilej 1948, Wepf & Co. 30. A. Schrohe: Pap. Fabr. 241, 1928-31. W. Schmid: Pap. Fabr. 573 (1930). 32. H. K. Benson: Pap. Trade Journal, 20, 229, (1932). 33- A. Werth: Zellst. u. Pap. 10, 156 (1936). Silikony VOJTECH BYSTRICKÝ Organicko-kremičitým zlúčeninám už počiatkom tohto storočia vefkú pozornosť venoval F r e d e r i c S. Kipping, ktorý spolu so svojimi spolupracovníkmi položil základy organickej chémie kremíka a tým aj dnešnej makromolekulárnej chémie silikonov. V tejto súvislosti je zaujímavé pripomenúť si výrok Friedericha Wöhle- 410