Оптимизация промывки сульфатного мыла кислой водой и оценка соответствия качества получаемого таллового масла требованиям стандартов

УДК

658.562.012.7:676.085.2:66.021.3

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2018.3.149

Аннотация

Основная проблема промышленных способов получения таллового масла – значительные его потери с отходами производства. Причиной является присутствие в сырье лигнина, вызывающего эмульгирование масла в кислой воде с образованием стойкой эмульсии. Известные способы ее разрушения либо малоэффективны, либо связаны со значительными затратами энергии. Уменьшить количество эмульсии можно удалением лигнина из сульфатного мыла, как правило, промывкой в щелочной среде. Целью настоящей работы являлось изучение промывки сульфатного мыла в кислой среде с оптимизацией режима по минимуму содержания лигнина в мыле, а также оценка соответствия показателей качества таллового масла из промытого мыла требованиям российских стандартов. Показано, что при правильном выборе режима промывки оседание лигнина принципиально не препятствует его отделению от мыла. Путем по-строения четырехфакторного дробного эксперимента подобраны оптимальные значения факторов, влияющих на отделение лигнина при промывке. Проведен анализ качественных показателей получаемого после промывки таллового масла, реализована оценка уровня качества относительно требований технических условий на сырое талловое масло. Установлено, что промывка кислой водой, оказывает положительное действие на качество масла.

Сведения об авторах

С.И. Третьяков, канд. техн. наук, проф.
А.А. Глуханов, канд. техн. наук
Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: a.gluhanov@narfu.ru

Ключевые слова

сульфатное мыло, лигнин, промывка, оптимальный режим, талловое масло, показатели качества, технические условия

Для цитирования

Для цитирования: Третьяков С.И., Глуханов А.А. Оптимизация промывки сульфатного мыла кислой водой и оценка соответствия качества получаемого таллового масла требованиям стандартов // Лесн. журн. 2018. № 3. С. 149–160. (Изв. высш. учеб. заве-дений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.3.149

Литература

1. Богданович Н.И. Расчеты в планировании эксперимента. Л.: ЛТА, 1978. 80 с.
2. Владимирова Т.М., Третьяков С.И., Жабин В.И., Коптелов А.Е. Получение и переработка талловых продуктов: моногр. Архангельск: АГТУ, 2008. 155 с.
3. Глуханов А.А., Третьяков С.И. Повышение выхода таллового масла в ультразвуковом поле // Новейшие исследования в современной науке: опыт, традиции, инновации: сб. тр. III междунар. науч.-практ. конф., Москва, 28–29 апр. 2015. М.: CreateSpace, 2015. С. 61–65.
4. Глуханов А.А., Третьяков С.И., Соколов О.М. Исследование процесса термообработки, повышающей выход и качество таллового масла // Охрана и рациональное использование лесных ресурсов: сб. науч. тр. Вып. IV. Архангельск, 1998. С. 85–90.
5. Головин А.И., Трофимов А.Н., Узлов Г.А., Жукова И.П., Киприанов А.И., Прохорчук Т.И., Ковалев В.Е. Лесохимические продукты сульфатцеллюлозного производства. М.: Лесн. пром-сть, 1988. 288 с.
6. Мишин В.М. Управление качеством. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005. 463 с.
7. Селянина Л.И., Селянина С.Б. Переработка низкокачественного сульфатного мыла: моногр. Архангельск: АГТУ, 2008. 208 с.
8. ТУ 13-0281078-28-118–88. Мыло сырое сульфатное. Технические условия. Горький, 1988. 6 с.
9. ТУ 13-0281078-119–89. Масло талловое сырое. Технические условия. Горький, 1989. 22 с.
10. ТУ 2453-022-00253497–2005. Масло талловое сырое. Технические условия. СПб., 2005. 25 с.
11. Aro Th., Fatehi P. Tall Oil Production from Black Liquor: Challenges and Opportunities // Separation and Purification Technology. 2017. Vol. 175. Pp. 469‒480.
12. Bowles R.E., Foran C.D., Griffin J.H., Swann F.E. Method for Producing Crude Tall Oil by Soap Washing with Calcium Carbonate Removal: Patent US, 2012123087A1. 2012.
13. Foran C.D. Tall Oil Soap Recovery. Chemical Recovery in Alkaline Pulping Processes. Atlanta: TAPPI Press, 1992. Рp. 45‒56.
14. Hofstedt A. Method and System for Washing of Crude Tall Oil Soap: Patent WO/2016/093765. 2016.
15. Panda H. Handbook on Tall Oil Rosin Production, Processing and Utilization. Delhi: Asia Pacific Business Press Inc., 2013. 480 p.

Поступила 22.01.18

Ссылка на английскую версию:

Optimization of Sulphate Soap Washing with Acid Water and the Quality Conformance Assessment of Tall Oil with Regulatory Requirements

UDC 658.562.012.7:676.085.2:66.021.3
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.3.149

Optimization of Sulphate Soap Washing with Acid Water and the Quality Conformance Assessment of Tall Oil with Regulatory Requirements

S.I. Tret'yakov, Candidate of Engineering Sciences, Professor
A.A. Glukhanov, Candidate of Engineering Sciences
Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; e-mail: a.gluhanov@narfu.ru

The key problem of industrial methods for obtaining tall oil is its significant losses with production waste. The reason is the presence of lignin in the raw material, which causes emulsification of the oil in acid water with formation of a stable emulsion. Known ways to destroy it are ineffective and involve significant energy costs. The amount of emulsion can be reduce by removing lignin from sulphate soap, usually by washing in an alkaline medium. The purpose of this work was to study the washing of sulphate soap in an acidic environment, optimizing the regime for minimum lignin content in soap, and assessing the compliance of the quality indicators of tall oil from washed soap to the requirements of Russian standards. Lignin subsidence does not prevent its separation from soap if the washing re-gime is selected correctly. By constructing a four-factorial fractional experiment, the optimal values of the factors influencing the separation of lignin during washing are obtained. The analysis of the quality parameters of tall oil obtained after washing has been carried out, the quality level has been estimated in relation to the specifications for crude tall oil. The acid water washing has a positive effect on the oil quality.

Keywords: sulphate soap, lignin, washing, optimum performance, tall oil, quality index, specifications.

REFERENCES

1. Bogdanovich N.I. Raschety v planirovanii eksperimenta [Calculations in the Design of Experiments]. Leningrad, 1978. 80 p. (In Russ.)
2. Vladimirova T.M., Tret'yakov S.I., Zhabin V.I., Koptelov A.E. Poluchenie i pererabotka tallovykh produktov [Production and Processing of Tall Products]. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2008. 155 p. (In Russ.)
3. Glukhanov A.A., Tret'yakov S.I. Povyshenie vykhoda tallovogo masla v ul'trazvukovom pole [Increase of the Yield of Tall Oil in Ultrasonic Field]. Noveyshie issledovaniya v sovremennoy nauke: opyt, traditsii, innovatsii: sb. tr. III mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Moskva, 28–29 apr. 2015 [The Latest Research in Modern Science: Experience, Traditions, Innovations: Coll. Papers 3d Intern. Sci. Practical Conf. Moscow, April 28‒29, 2015]. Moscow, CreateSpace Publ., 2015, pp. 61‒65. (In Russ.)
4. Glukhanov A.A., Tret'yakov S.I., Sokolov O.M. Issledovanie protsessa termoobrabotki, povyshayushchey vykhod i kachestvo tallovogo masla [Investigation of the Heat Treatment Process Increasing the Yield and Quality of Tall Oil]. Okhrana i ratsional'noe ispol'zovanie lesnykh resursov: sb. nauch. tr. Vyp. IV [Protection and Rational Use of Forest Resources: Collection of Research Papers. Iss. IV]. Arkhangelsk, 1998, pp. 85‒91. (In Russ.)
5. Golovin A.I., Trofimov A.N., Uzlov G.A., Zhukova I.P., Kiprianov A.I., Prokhorchuk T.I., Kovalev V.E. Lesokhimicheskie produkty sul'fattsellyuloznogo proizvodstva [Wood Chemical Products of Sulfate-Cellulose Production]. Moscow, 1988. 288 p. (In Russ.)
6. Mishin V.M. Upravlenie kachestvom [Quality Management]. Moscow, 2005. 463 p. (In Russ.)
7. Selyanina L.I., Selyanina S.B. Pererabotka nizkokachestvennogo sul'fatnogo myla [Processing of Low-Quality Sulphate Soap]. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2008. 208 p. (In Russ.)
8. TU 13-0281078-28-118–88. Mylo syroe sul'fatnoe. Tekhnicheskie usloviya [Technical Specifications 13-0281078-28-118–88. Crude Sulphate Soap. Specifications]. Gorky, 1989. 22 p.
9. TU 13-0281078-119–89. Maslo tallovoe syroe. Tekhnicheskie usloviya [Technical Specifications 13-0281078-119–89. Crude Tall Oil. Specifications]. Gorky, 1988. 6 p.
10. TU 2453-022-00253497–2005. Maslo tallovoe syroe. Tekhnicheskie usloviya [Technical Specifications 2453-022-00253497–2005. Crude Tall Oil. Specifications]. Saint Petersburg, 2005. 25 p.
11. Aro Th., Fatehi P. Tall Oil Production from Black Liquor: Challenges and Opportunities. Separation and Purification Technology, 2017, vol. 175, pp. 469‒480.
12. Bowles R.E., Foran C.D., Griffin J.H., Swann F.E. Method for Producing Crude Tall Oil by Soap Washing with Calcium Carbonate Removal. Patent US, 2012123087A1, 2012.
13. Foran C.D. Tall Oil Soap Recovery. Chemical Recovery in Alkaline Pulping Processes. Atlanta, TAPPI Press, 1992, pp. 45‒56.
14. Hofstedt A. Method and System for Washing of Crude Tall Oil Soap. Patent WO/2016/093765, 2016.
15. Panda H. Handbook on Tall Oil Rosin Production, Processing and Utilization. Delhi, Asia Pacific Business Press Inc., 2013. 480 p.

Received on January 22, 2018

---

For citation: Tret’yakov S.I., Glukhanov A.A. Optimization of Sulphate Soap Washing with Acid Water and the Quality Conformance Assessment of Tall Oil with Regulatory Require-ments. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2018, no. 3, pp. 149–160. DOI: 10.17238/ issn0536-1036.2018.3.149