ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2025.253.304-320isplta-521Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYПрименение варочно-диспергирующих добавок при сульфатной делигнификации композиции лиственных пород древесиныThe use of cooking and dispersing additives in the sulfate delignification of the composition of hardwoodВураскоА. В.VuraskoA. V.

ВУРАСКО Алеся Валерьевна – профессор кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров, доктор технических наук, профессор

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

VURASKO Alesya V. – DSc (Technical), Professor of the department technology of pulp and paper industries and polymer processing

620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg

vurasko2010@yandex.ruПепелинМ. А.PepelinM. A.

ПЕПЕЛИН Михаил Анатольевич – региональный представитель

196084, ул. Заставская, д. 22, Санкт-Петербург

PEPELIN Mikhail A. – District Representative

196084. Zastavskaya str. 22. St. Petersburg

mikhail.pepelin@cinalab.ruПермяковА. Н.PermiakovA. N.

ПЕРМЯКОВ Александр Николаевич – региональный руководитель

196084, ул. Заставская, д. 22, Санкт-Петербург

PERMIAKOV Aleksandr N. – Area Manager

196084. Zastavskaya str. 22. St. Petersburg 

aleksandr.permiakov@cinalab.ruАтаеваЮ. Г.AtaevaJu. G.

АТАЕВА Юлия Григорьевна – инженер-химик

420097, ул. Зинина, д. 8, г. Казань

ATAEVA Julia G. – Chemist Engineer

420097. Zinina str. 8. Kazan

julia.ataeva@cinalab.ruСамородовС. А.SamorodovS. A.

САМОРОДОВ Сергей Анатольевич – Руководитель направления продуктового маркетинга

115114, ул. Летниковская, д. 10, стр. 4, г. Москва

SAMORODOV Sergey A. – Product Marketing Manager

115114. Letnikovskaya str. 10, bld. 4. Moscow

sergey.samorodov@ecolab.comАгеевМ. А.AgeevM. A.

АГЕЕВ Максим Аркадьевич – доцент кафедры технологий целлюлознобумажных производств и переработки полимеров, кандидат технических наук, доцент

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

AGEEV Maksim A. – PhD (Technical), Associate Professor of the department technology of pulp and paper industries and polymer processing

620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg

ageevma@m.usfeu.ruШерстобитовА. Л.SherstobitovA. L.

ШЕРСТОБИТОВ Алексей Леонидович – ассистент кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

SHERSTOBITOV Aleksey L. – Assistant of the Department of Technologies of Pulp and Paper Production and Polymer Processing

620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg

sherstobitoval@m.usfeu.ruСиваковВ. П.SivakovV. P.

СИВАКОВ Валерий Павлович – профессор кафедры технологических машин и технологии машиностроения, доктор технических наук, профессор

620100, Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

ResearcherID: ААС-6084-2021

ORCID: 0000-0002-9387-1512

SIVAKOV Valeriy P. – DSc (Technical), Professor of the Department of Technological Machines and Mechanical Engineering Technology

620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg 

sivakovvp@m.usfeu.ruГубановИ. А.GubanovI. A.

ГУБАНОВ Иван Александрович – техник-лаборант кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

GUBANOV Ivan A. – Laboratory technician at the Department of Technologies of Pulp and Paper Production and Polymer Processing

620100. Siberian tract str. 37. Yekaterinburg

gubanovia@m.usfeu.ruУральский государственный лесотехнический университетРоссияUral State Forest Engineering UniversityRussian FederationООО «Компания НАЛКО»РоссияLLC «NALCO Company»Russian FederationУральский государственный лесотехнический университетРоссияUral State Forestry UniversityRussian Federation2025230620250253304320Copyright © Вураско А.В., Пепелин М.А., Пермяков А.Н., Атаева Ю.Г., Самородов С.А., Агеев М.А., Шерстобитов А.Л., Сиваков В.П., Губанов И.А., 20252025Вураско А.В., Пепелин М.А., Пермяков А.Н., Атаева Ю.Г., Самородов С.А., Агеев М.А., Шерстобитов А.Л., Сиваков В.П., Губанов И.А.Vurasko A.V., Pepelin M.A., Permiakov A.N., Ataeva J.G., Samorodov S.A., Ageev M.A., Sherstobitov A.L., Sivakov V.P., Gubanov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/521

Цель работы – оценка влияния варочно-диспергирующих добавок на выход, степень делигнификации, количественное и качественное содержание смолы при сульфатных варках композиции лиственных пород. Для варки использована щепа древесины березы и осины (50:50); подъем температуры до 175 °С – 40 мин., варка при 175 °С – 180 мин.; расход активной щелочи – 15% ед. Na2O от а.с.д.; сульфидность белого щелока – 25%; гидромодуль – 4,0; расход варочнодиспергирующей добавки 0,8 кг на тонну а.с.д. Установлено, что все добавки снижают содержание экстрактивных веществ в целлюлозе в 1,25…2 раза по сравнению с контрольной варкой, и целлюлоза не содержит капсулированной смолы. Выявлено, что применение образцов Синалаб 72151, Синалаб 74415 и СИНАЛАБ® 8683 приводит к увеличению выхода (без непровара) и снижению жесткости. Целлюлозная масса содержит преимущественно коагулированную и, в незначительных количествах, диспергированную смолу. Образцы рекомендованы для делигнификации композиции лиственных пород как наиболее перспективные. Показано, что применение образцов Синалаб 74415BX, Синалаб 72101, Синалаб 74418SR и Синалаб 74418 приводит к повышению выхода, отсутствию непровара при одновременном увеличении жесткости целлюлозы за исключением образца Синалаб РР10-3152. При использовании добавки Синалаб 74418 целлюлоза содержит только диспергированную смолу, а при использовании остальных добавок имеются коагулированная и диспергированная смола в разных соотношениях. Для улучшения результатов необходим подбор условий пропитки, варки и промывки. Применение образцов Синалаб 63602 и Синалаб 74393 при варке приводит к снижению избирательности по лигнину, но достигается высокая доля удаления экстрактивных веществ. При анализе дисперсного состава смолистых веществ наряду с диспергированной обнаруживается коагулированная смола различных размеров на поверхности волокон. Данные добавки эффективнее использовать при промывке.

The purpose of the work is to assess the effect of cooking and dispersing additives on the yield, degree of delignification, quantitative and qualitative resin content during sulfate cooking of the hardwood composition. Birch and aspen wood chips were used for cooking (50:50); temperature rise to 175 °C – 40 min, cooking at 175 °C – 180 min; consumption of active alkali – 15% units of Na2O from a.s.d.; sulfidity of white liquor – 25%; hydromodule – 4.0; consumption of cooking a dispersing additive of 0.8 kg per ton a.s.d. It was found that all additives reduce the content of extractive substances in cellulose by 1.25...2 times compared with the control cooking and cellulose does not contain encapsulated resin. It was found that the use of samples Sinalab 72151, Sinalab 74415 and (SINALAB® 8683) leads to an increase in yield (without non-testing) and a decrease in stiffness. The cellulose mass contains mainly coagulated and, in small quantities, dispersed resin. The samples are recommended for delignification of the hardwood composition as the most promising. It has been shown that the use of samples Sinalab 74415BX, Sinalab 72101, Sinalab 74418SR and Sinalab 74418 leads to an increase in yield, absence of non-steam, while increasing the hardness of cellulose with the exception of sample Sinalab PP10-3152. When using the Sinalab 74418 additive, cellulose contains only dispersed resin, and when using other additives, there is coagulated and dispersed resin in different ratios. To improve the results, it is necessary to select the conditions of impregnation, cooking and washing. The use of Sinalab 63602 and Sinalab 74393 samples during cooking leads to a decrease in lignin selectivity, but a high proportion of extractive substances removal is achieved. These additives are more effective to use when rinsing.

сульфатная варкаварочно-диспергирующие добавкиповерхностно-активные веществадревесина березыдревесина осинывыход целлюлозыжесткость целлюлозыэкстрактивные веществадисперсное состояние смолыsulfate cookingcooking and dispersing additivessurfactantsbirch woodaspen woodcellulose yieldcellulose stiffnessextractive substancesthe dispersed state of the resinReferencesАзаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник. СПб.: СПбЛТА, 2010. 624 с.Azarov V.I., Burov A.V., Obolenskaya A.V. Chemistry of wood and synthetic polymers. St. Petersburg: SPbLTA, 2010. 624 p. (In Russ.)Бобров А.И., Мутовина М.Г., Бондарева Т.А., Малышкина В.К. Производство волокнистых полуфабрикатов из лиственной древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 248 с.Bobrov A.I., Mutovina M.G., Bondareva T.A., Malyshkina V.K. Production of fibrous semi–finished products from hardwood. Moscow: Lesn. prom-st, 1984. 248 p. (In Russ.)Ковтун Т.Н., Хакимов Р.Р. Использование обессмоливающих веществ при варке лиственной сульфатной целлюлозы // Химия растительного сырья. 2009. № 1. С. 37–41.Khakimova F.H., Khakimov R.R., Noskova O.A. Desalination of cellulose at the stage of bisulfite cooking. Journal of Applied Chemistry, 2017, vol. 90, no. 3, pp. 380– 385. (In Russ.)Печурина Т.Б., Миловидова Л.А., Комарова Г.В., Комаров В.И. Влияние добавок диспергантов на изменение состояния смолы и содержание экстрактивных веществ в лиственной сульфатной целлюлозе // ИВУЗ. Лесной журнал. 2003. № 2-3. С. 68–75.Khakimova F.H., Kichigina G.V., Ermakov L.V. Desalination of birch bisulfite cellulose at the stages of cooking and bleaching. Chemistry. Ecology. Urbanistics: materials of All-Russian scientific and practical conference (with international participation). Perm, 2018a, pp. 799–805. (In Russ.)Прокшин Г.Ф., Гусакова М.А., Афанасьев Н.И., Личутина Т.Ф., Вишнякова А.П., Фесенко А.В. Особенности образования и механизм извлечения остаточного лигнина и смолы при сульфатной варке березовой и осиновой целлюлозы // Химия растительного сырья. 2008. № 2. С. 5–10.Khakimova F.H., Khakimov R.R., Sheveleva S.A., Serebryakov O.S. Desalination of deciduous sulfate cellulose at the cooking stage. Innovations are the basis for the development of the pulp and paper and timber processing industries: collection of materials of the VI All-Russian industry-specific scientific and practical conference. Ekaterinburg, 2018b, pp. 66–73. (In Russ.)Селиванов Е.В. Красители в биологии и медицине: справочник. Барнаул: Азбука, 2003. 40 с.Kovtun T.N., Khakimov R.R. The use of desalting agents in the cooking of deciduous sulfate cellulose. Chemistry of plant raw materials, 2009, no. 1, pp. 37–41. (In Russ.)Смит Р.А., Демьянцева Е.Ю., Андранович О.С. Анализ состояния смолы при обессмоливании сульфатной лиственной целлюлозы // ИВУЗ. Лесной журнал. 2019. № 4. С. 168–178. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.168.Pechurina T.B., Milovidova L.A., Komarova G.V., Komarov V.I. The effect of dispersant additives on the change in the resin state and the content of extractives in deciduous sulfate cellulose. IVUZ. Russian Forestry Journal, 2003, no. 2–3, pp. 68– 75. (In Russ.)Теплоухова М.В., Ладин А.Л., Столяров Д.Д., Голдобина Д.О. Исследование влияния ПАВ на сульфатную варку целлюлозы // Химия. Экология. Урбанистика: матер. Всерос. науч.-практич. конф. (с междунар. участием). Пермь, 2020. Т. 4. С. 174–177.Prokshin G.F., Gusakova M.A., Afanasyev N.I., Lichutina T.F., Vishnyakova A.P., Fesenko A.V. Features of the formation and mechanism of extraction of residual lignin and resin during sulfate cooking of birch and aspen cellulose. Chemistry of plant raw materials, 2008, no. 2, pp. 5–10. (In Russ.)Хакимова Ф.Х., Хакимов Р.Р., Носкова О.А. Обессмоливание целлюлозы на стадии бисульфитной варки // Журнал прикладной химии. 2017. Т. 90, № 3. С. 380–385.Selivanov E.V. Dyes in biology and medicine: a reference book. Barnaul: Azbuka, 2003. 40 p. (In Russ.)Хакимова Ф.Х., Кичигина Г.В., Ермаков Л.В. Обессмоливание березовой бисульфитной целлюлозы на стадиях варки и отбелки // Химия. Экология. Урбанистика: матер. Всерос. науч.-практич. конф. (с междунар. участием). Пермь, 2018а. С. 799–805.Smith R.A., Demyantseva E.Yu., Andranovich O.S. Analysis of the resin state during desalination of sulfate deciduous cellulose. IVUZ. Russian Forestry Journal, 2019, no. 4, pp. 168–178. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.168. (In Russ.)Хакимова Ф.Х., Хакимов Р.Р., Шевелева С.А., Серебряков О.С. Обессмоливание лиственной сульфатной целлюлозы на стадии варки // Инновации – основа развития целлюлозно-бумажной и лесоперерабатывающей промышленности: сб. матер. VI Всерос. отраслевой науч.-практич. конф. Екатеринбург, 2018б. С. 66–73.Teploukhova M.V., Ladin A.L., Stolyarov D.D., Goldobina D.O. Investigation of the effect of surfactants on sulfate cooking of cellulose. Chemistry. Ecology. Urbanistics: materials of All-Russian scientific and practical conference (with international participation). Perm, 2020, vol. 4, pp. 174–177.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.