f y^iy, Opublikowano dnia 5 pazdziernika 1961 r.M 4|oo £ * POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45104 KI. 12 r, 3/01 Instytut Technologii Drewna *) Poznan, Polska Sposób ekstrahowania zywicy z karpiny •osnowej Patent trwa od dnia 21 pazdziernika 1959 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób ekstra¬ howania zywicy z karpiny sosnowej umozli¬ wiajacy maksymalne wyekstrahowanie wszyst¬ kich skladników substancji zywicznych zawar¬ tych w drewnie — lacznie z utlenionymi kwa¬ sami zywicznymi, tak zwanymi hydroksyzwiaz- kami.Proces ekstrakcji zywicy prowadzi sie dotad zwykle w baterii ekstrakcyjnej przy uzyciu jako rozpuszczalnika benzyny ekstrakcyjnej i ped normalnym cisnieniem w temperaturze od i*°C (w ekstraktorze czolowym) do 70—75°C (w ekstraktorze koncowym), to Jest nizszej niz wynosi temperatura wrzenia benzyny.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa prof. dr Stanislaw Pro- tinski, dr inz. Kazimierz Siwek, mgr inz. Prze¬ myslawa Giecewicz i mgr ini. Tadeusz Gieee- wicz.Przy takim postepowaniu wyekstrahowana zostaje tylko czesc kalafonii, a mianowicie okolo 60% w stosunku do kalafonii zawartej w surowcu, gdyz kalafonia a zwlaszcza Jej pro¬ dukty utleniania sa slabo rozpuszczalne w ben¬ zynie.Okolo 40% kalafonii a w tym 80% utlenio¬ nych skladników kalafonii pozostaje w karpi¬ nie jako bezuzyteczny odpad, a nawet uciazli¬ wy balast utrudniajacy stosowanie jej do pro¬ dukcji plyt pilsniowych czy innych mas wlók¬ nistych.Znane sa równiez sposoby pozwalajace na wyekstrahowanie kalafonii z duza wydajnoscia dochodzaca do 85%, jednak wymagaja one spe¬ cjalnej aparatury przystosowanej do pracy przy podwyzszonym cisnieniu (do 7 atm.) i w podwyzszonej temperaturze (do 140°C). Stwarza to jednak wieksze trudnosci techniczne w ob¬ sludze aparatury, zwieksza niebezpieczenstwotruty* a poza tym prowadzi do otrzymania ka- ,tt/onii o gorszej jakosci ze wzgledu na ujemny Wyplyw wysokich temperatur stosowanych w czasie ekstrakcji.Wasieczkin W. S. w dziele „Tiechnologia ekstraktiwnych wieszczestw dierewa" omawia stosowanie terpentyny do ekstrakcji zywicy.Sposób ten nie znalazl dotad praktycznego za¬ stosowania ze wzgledu na sklonnosc terpentyny do polimeryzacji w czasie ogrzewania, co wply¬ wa ujemnie na jej zdolnosc do ekstrakcji i utrudnia nastepnie jej regeneracje ze struzki poekstrakcyjnej. W dziele tym wspomniano równiez o mozliwosci dodawania niewielkiej ilosci terpentyny (do 2%) do benzyny ekstrak¬ cyjnej, w celu podniesienia jej zdolnosci eks¬ trahowania substancji zywicznych.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze do ekstrakcji zywicy stosuje sie nie jeden jak zwykle rozpuszczalnik lecz kolejno dwa rózne rozpuszczalniki o róznej temperaturze wrzenia i nie mieszajace sie z woda. Rozpuszczalniki te poza ekstrahowaniem substancji zywicznych maja za zadanie wjagczjigkowjcn fitap° prorfS,i usunac w krótkim ozasie nadmiar^wody ze struzki. W pierwszym etapie procesu jako roz¬ puszczalnik stosuje sie terpentyne. Stanowi ona w tym przypadku medium grzejne umozliwia¬ jace szybkie oddestylowanie nadmiaru wody ze struzki, powoduje rozpuszczenie substancji zywicznych w struzce oraz zapoczatkowuje ich ekstrakcje. O ile terpentyna uleglaby w pew¬ nym stopniu polimeryzacji, nie odbijaloby sie to ujemnie na calym procesie, poniewaz zada¬ niem jej oprócz usuniecia wody ze struzki, jest tylko zapoczatkowanie ekstrakcji. W drugim etapie procesu jako rozpuszczalnik stosuje sie benzyne ekstrakcyjna, której zadaniem jest uzupelnic proces suszenia struzki, wyplukac ze struzki resztki pozostalej w niej terpentyny, oraz doprowadzic do konca zapoczatkowana przez terpentyne ekstrakcje. Sposobem wedlug wynalazku ekstrahuje sie surowiec nie sezo¬ nowany na skladzie surowca, czyli bezposred¬ nio otrzymany od dostawcy. Jedynie w przy¬ padku surowca zupelnie swiezo wykopanego o wilgotnosci ponad 30%, wskazane jest jego przesezonowanie w celu zmniejszenia zawar¬ tej w nim wody do 30%.Wymiary struzki otrzymanej w wyniku roz¬ drabniania karpiny winny wynosic srednio: dlugosc 5—15 mm, grubosc 2 mm i szerokosc 3,5 mm.Ekstrakcje prowadzi sie w baterii ekstrakt torów w przeciwpradzie. Swiezo zaladowana* do ekstraktora struzke zalewa sie od dolu terpentyna ogrzana w podgrzewaczu — wy¬ parce do temperatury okolo 140—150°C.W przypadku zainstalowania parowych wezow- nic grzejnych w ekstraktorach terpentyne wy¬ starczy podgrzac tylko w podgrzewaczach przy ekstraktorach do temperatury 120—140°C, a nastepnie podgrzewac dalej za pomoca wezow- nic grzejnych zainstalowanych w ekstraktorach.Poniewaz terpentyna z woda stanowi uklad dwu nie mieszajacych sie ze soba cieczy, mie¬ szanina ich wrze w temperaturze nizszej niz wynosi temperatura wrzenia kazdego z jej skladników. Temperatura wrzenia terpentyny z woda w normalnych warunkach wynosi oko¬ lo 96°C. Wprowadzenie do ekstraktora terpen¬ tyny o temperaturze okolo 140—150°C, powo¬ duje bardzo gwaltowne oddestylowanie terpen¬ tyny i wody. Z chwila kiedy temperatura w ekstraktorze opadnie do okolo 96°C i destyla¬ cja przebiega normalnie, spuszcza sie ochlo¬ dzona terpentyne z wyekstrahowana czescia substancji zywicznych a do ekstraktora wpro¬ wadza sie natychmiast nowa partie terpentyny o temperaturze 140—150°C z drugiego pod¬ grzewacza-wyparki terpentyny powodujac przez to dalsze intensywne oddestylowanie wody wspólnie z terpentyna. Ekstrakcje i suszenie za pomoca terpentyny prowadzi sie w prze¬ ciwpradzie. Do pierwszego zalewu struzki w ekstraktorze stosuje sie nie czysta terpen¬ tyne lecz zywiczny ekstrakt terpentynowy otrzymany z zalewu poprzedniego ekstraktora i podgrzany ponownie w podgrzewaczu-wypar- ce do temperatury okolo 140—150°C. Po od¬ prowadzeniu tego ekstraktu terpentynowego z ekstraktora zalewanego pierwszy raz do pod- grzewacza-wyparki i po oddestylowaniu z nie¬ go czesci terpentyny i wody kieruje sie go do zbiornika ekstraktu terpentynowego, skad po napelnieniu tego zbiornika doprowadza sie ekstrakt do kuba destylacyjnego w celu od¬ dzielenia terpentyny od kalafonii na drodze destylacji.Do drugiego i ewentualnie trzeciego zalewu struzki w ekstraktorze terpentyna stosuje sie czysta terpentyne ogrzana do temperatury 140—150°C.Po spuszczeniu ostatniej partii terpentyny z ekstraktora zalewa go sie natychmiast (od dolu) ekstraktem benzynowym otrzymanym z ekstrakcji struzki w ekstraktorach wczesniej — 2 —wlaczonych do ekstrakcji i ogrzanym do tem¬ peratury okolo 75—80°C. Poniewaz w tym cza¬ sie wewnatrz ekstraktora panuje temperatura okolo 100°C, to jest wyzsza niz ogrzanego ekstraktu benzynowego i znacznie wyzsza niz temperatura wrzenia mieszaniny wody z ben¬ zyna, nastepuje dalsze bardzo intensywne od- destylowywanie pozostalych ilosci wody w struzce z benzyna i resztkami pozostalej ter¬ pentyny. Mieszanina wody i benzyny wrze w temperaturze okolo 70°C. Doprowadzana do ekstraktora benzyna spelnia wiec trzy zadania, uzupelnia proces suszenia struzki, wyplukuje pozostala w struzce terpentyne oraz ekstrahu¬ je zywice.Proces ekstrakcji struzki benzyna prowadzi sie równiez w przeciwpradzie, przy czym wy¬ starczajace jest 4—5 krotne zalewanie struzki benzyna.. Ekstrakt benzynowy z pierwszego zalewu struzki benzyna po skonczeniu procesu oddestylowywania benzyny z woda spuszcza sie do zbiornika rzadkiego ekstraktu benzyno¬ wego skad pobiera go sie do dalszego przerobu wedlug zwykle stosowanej technologii.Najpierw oddestylowuje sie czesc benzyny w urzadzeniu wyparnym, a nastepnie pod- geszczony ekstrakt przesyla sie do kuba desty¬ lacyjnego wzglednie kolumny destylacyjnej.Nastepuje tu dalsze oddestylowanie benzyny, terpentyny i oleju sosnowego (przy stosowa¬ niu destylacji z para wodna i prózni), a go¬ towa kalafonie z kuba przesyla sie do rozlewni gdzie rozlewa ja sie do toreb papierowych lub beczek.Mieszanina par terpentyna i wody a nastep¬ nie benzyny i wody powstajaca w czasie su¬ szenia struzki odprowadzana jest z ekstrakto- rów do odrebnego agregatu chlodniczego prze¬ znaczonego do skraplania i schladzania tych par, oraz ich rozdzialu na mieszanine terpenty¬ ny i benzyny oraz wode. Mieszanine par ben¬ zyny i terpentyny rozdziela sie nastepnie w ko¬ lumnie rektyfikacyjnej przeznaczonej dla rek¬ tyfikacji tak zwanej terpentyny surowej.Zastosowanie w sposobie wedlug wynalazku terpentyny jako medium suszacego struzke jest bardzo korzystne, ze wzgledu na duza ilosc wody oddestylowujacej z terpentyna (sto¬ sunek w jakim oddestylowuje z terpentyna woda wynosi 5 : :4).Poza szybkim usuwaniem wody szkodliwej dla procesu ekstrakcji, terpentyna ekstrahuje doskonale kalafonie i rozpuszcza równiez utle¬ nione skladniki kalafonii w przeciwienstwie np. do benzyny ekstrakcyjnej. Zastosowanie do dalszej ekstrakcji (po zlaniu terpentyny) ben¬ zyny ekstrakcyjnej ma wiele zalet. Benzyna umozliwia uzupelnienie procesu suszenia struz¬ ki w nizszej temperaturze (niz przy stosowa¬ niu terpentyny) i doskonale ekstrahuje roz¬ puszczone uprzednio w terpentynie substancje zywiczne dzieki obecnosci pewnej ilosci ter¬ pentyny w roztworze. Poza tym benzyna wy¬ plukuje reszte pozostalej w struzce terpentyny, ograniczajac do minimum straty terpentyny.Dzieki znacznie nizszej temperaturze wrze¬ nia od terpentyny, znacznie latwiej daje sie regenerowac benzyne ze struzki wyekstraho¬ wanej w procesie jej parowania para wodna.Sposób wedlug wynalazku umozliwia uzys¬ kanie wysokiego stopnia wyekstrahowania su¬ rowca dochodzacego do 90% w odniesieniu do zawartosci substancji zywicznych w surowcu wyjsciowym. PL