Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ағаш шайырларында кездесетін қышқылдардың қоспасы. Шайыр қышқылы – ағаш шайырларында табиғатта кездесетін бірнеше ұқсас карбон қышқылының, негізінен абетикалық қышқылдың қоспасы. Көптеген шайыр қышқылдарының дерлік бірдей негізгі құрылымы бар: C19H29COOH эмпирикалық формуласы бар үш біріктірілген сақина. Шайыр қышқылдары – жабысқақ, сары түсті, суда ерімейтін заттар. Олар түрлі салаларда қолданылатын сабын жасауға пайдаланылады, бірақ олардың орнына 2-этилгексано қышқылы немесе мұнайдан алынған нафтеник қышқылдары сияқты синтетикалық қышқылдар көбірек қолданылуда.
A mixture of acids found in tree resins
Resin acid refers to mixtures of several related carboxylic acids, primarily abietic acid, found in tree resins. Nearly all resin acids have the same basic skeleton: three fused rings having the empirical formula C19H29COOH. Resin acids are tacky, yellowish gums that are water insoluble. They are used to produce soaps for diverse applications, but their use is being displaced increasingly by synthetic acids such as 2 ethylhexanoic acid or petroleum derived naphthenic acids.
Ботаникалық талдау
Шайыр қышқылы – орташа белдеудегі қоныс жайтын қылқан жапырақты ормандардағы ағаштардың шайыр өзекшелерін қоршап тұратын паренхималық эпителий клеткаларымен өндірілетін қорғаушы және ағаш сақтаушы заттар. Шайыр қышқылы екі және үш көміртек молекулалары изопрен құраушы элементтерімен бірігіп, монотерпендер (ұшпалы), сесквитерпендер (ұшпалы) және дитерпендер (ұшпалы емес) құрылымдарын қалыптастырғанда пайда болады. Қайын ағаштарында бүкіл ағашқа шашыраңқы тік және радиалды шайыр өзекшелері көптеп кездеседі. Жүрек ағашы мен шайыр өзекшелерінде шайырдың жиналуы ескі ағаштардың түбінде ең жоғары концентрацияны тудырады. Дегенмен, ағаш түбіндегі шайыр мөлшері азайып, биіктікке қарай артады. 2005 жылы Таулық соқыр қоңызының (Dendroctonus ponderosae) және көк дақты саңырауқұлақтың (blue stain fungus) шабуылы Канаданың Британ Колумбиясының солтүстік аймағындағы Lodgepole Pine ормандарын қиратқанда, зардап шеккен ағаштарда, өлімге ұшырамас бұрын, қалыпты деңгейден үш-төрт есе жоғары шайыр қышқылы деңгейі анықталды. Бұл жоғары деңгейлер ағаштың шайырды қорғаныс механизмі ретінде пайдаланатынын көрсетеді. Шайыр қоңыз бен саңырауқұлаққа улы болып табылады, сонымен қатар қоңызды секрециядан қалған дитерпендерге көміп тастауы мүмкін. Шайыр өндірісін арттыру "қызыл аймақта" немесе қалалық жабайы табиғат аймағында қоңыздың таралуын баяулатудың бір жолы ретінде ұсынылған.
Resin acids are protectants and wood preservatives that are produced by parenchymatous epithelial cells that surround the resin ducts in trees from temperate coniferous forests. The resin acids are formed when two carbon and three carbon molecules couple with isoprene building units to form monoterpenes (volatile), sesquiterpenes (volatile), and diterpenes (nonvolatile) structures. Pines contain numerous vertical and radial resin ducts scattered throughout the entire wood. The accumulation of resin in the heartwood and resin ducts causes a maximum concentration in the base of the older trees. Resin in the sapwood, however, is less at the base of the tree and increases with height. In 2005, as an infestation of the Mountain pine beetle (Dendroctonus ponderosae) and blue stain fungus devastated the Lodgepole Pine forests of northern interior British Columbia, Canada, resin acid levels three to four times greater than normal were detected in infected trees, prior to death. These increased levels show that a tree uses the resins as a defense. Resins are both toxic to the beetle and the fungus and also can entomb the beetle in diterpene remains from secretions. Increasing resin production has been proposed as a way to slow the spread of the beetle in the "Red Zone" or the wildlife urban interface.
Талл майынан өндіріс (химиялық целлюлозадан жасалған қосалқы өнім)
Ағаш целлюлозасы сапалы химиялық целлюлозаны коммерциялық түрде өндіру кезінде, крафт химиялық целлюлоза процестерін қолдану арқылы шайыр қышқылдары бөлінеді. Крафт процесі күшті сілтілік жағдайда – натрий гидроксиді, натрий сульфиді және натрий гидросульфиді қолданылып жүргізіледі, бұл шайыр қышқылдарын бейтараптандырып, тиісті натрий тұздарына айналдырады: натрий абиетаты ((CH3)4C15H17COONa), натрий пимараты ((CH3)3(CH2)C15H23COONa) және т.б. Бұл күйде натрий тұздары ерімейді және крафт процесінің қалдық сұйықтығынан төмен тығыздыққа ие болғандықтан, концентрациялану процесінде сақтау ыдыстарының бетіне көтеріліп, құйма тәрізді, сәл желе тәрізді сұйықтық түзеді, бұл крафт сабыны немесе шайыр сабыны деп аталады. Крафт сабынын күкірт қышқылымен қайта бейтараптандыру арқылы абеит қышқылы, пальмитин қышқылы және оларға ұқсас шайыр қышқыл компоненттерінің қышқыл түрлерін қалпына келтіруге болады. Бұл тазартылған қоспа тал майы деп аталады. Басқа маңызды компоненттерге май қышқылдары және сабынталмайтын стерольдер жатады. Шайыр қышқылдары, олардың шыққан ағаштарында қорғаныш рөлін атқаратындықтан, целлюлоза өндіру зауыттарындағы сарқынды суларды тазарту қондырғыларына да зиянды әсер етеді. Сонымен қатар, тазалау қондырғыларынан өткен қалдық шайыр қышқылдары су қабылдағыштарына құйылатын ағысқа қосымша уыттылық әкеледі.
The commercial manufacture of wood pulp grade chemical cellulose using the kraft chemical pulping processes releases resin acids. The Kraft process is conducted under strongly basic conditions of sodium hydroxide, sodium sulfide and sodium hydrosulfide, which neutralizes these resin acids, converting them to their respective sodium salts, sodium abietate, ((CH3)4C15H17COONa) sodium pimarate ((CH3)3(CH2)C15H23COONa) and so on. In this form, the sodium salts are insoluble and, being of lower density than the spent pulping process liquor, float to the surface of storage vessels during the process of concentration, as a somewhat gelatinous pasty fluid called kraft soap, or resin soap. Kraft soap can be reneutralized with sulfuric acid to restore the acidic forms abietic acid, palmitic acid, and related resin acid components. This refined mixture is called tall oil. Other major components include fatty acids and unsaponifiable sterols. Resin acids, because of the same protectant nature they provide in the trees where they originate, also impose toxic implications on the effluent treatment facilities in pulp manufacturing plants. Furthermore, any residual resin acids that pass the treatment facilities add toxicity to the stream discharged to the receiving waters.
Түрлер мен биогеоклиматтық аймақтарға байланысты өзгерісі
Талл майының химиялық құрамы целлюлоза өндірісінде қолданылатын ағаш түрлеріне және географиялық орналасуына байланысты өзгереді. Мысалы, АҚШ-тың оңтүстік-шығысындағы жағалау аймақтарында Слэш-пин (Pinus elliottii) көптеп өседі, ал сол аймақтың ішкі бөлігінде Лоблли-пин (Pinus taeda) басым. Слэш-пин, әдетте, Лоблли-пинге қарағанда жоғары концентрациялы шайыр қышқылдарына ие. Жалпы алғанда, АҚШ-тың оңтүстік-шығыс жағалауында өндірілетін талл майында 40%-дан астам, кейде 50% немесе одан да көп шайыр қышқылдары болады. Май қышқылдарының үлесі көбінесе шайыр қышқылдарынан төмен, ал сірпілмейтін заттардың мөлшері 6-8% құрайды. Солтүстік Вирджинияда, Пич-пин (Pinus rigida) және Қысқа жапырақты пин (Pinus echinata) басым болғандықтан, шайыр қышқылының мөлшері 30-35%-ға дейін төмендейді, ал май қышқылдарының мөлшері сәйкесінше артады. Канадада, Британдық Колумбия мен Альбертаның ішкі аймақтарында Lodgepole Pine (Pinus contorta) өңдеу орындарында, Альбертадан Квебекке дейін Jack Pine (Pinus banksiana), ал Онтариодан Нью-Брансуикке дейін Шығыс ақ қарағай (Pinus strobus) және Қызыл қарағай (Pinus resinosa) өңделеді, онда шайыр қышқылының деңгейі 25% болып келеді, ал сірпілмейтін заттардың мөлшері 12-25% аралығында. АҚШ-тың басқа аймақтарында және басқа елдерде де ұқсас өзгерістер кездесуі мүмкін. Мысалы, Финляндияда, Швецияда және Ресейде Scots Pine (Pinus sylvestris) шайыр қышқылдарының мөлшері 20-дан 50%-ға дейін, май қышқылдары 35-тен 70%-ға дейін, ал сірпілмейтін заттар 6-дан 30%-ға дейін ауыспалы болуы мүмкін.
The chemical composition of tall oil varies with the species of trees used in pulping, and in turn with geographical location. For example, the coastal areas of the southeastern United States have a high proportion of Slash Pine (Pinus elliottii); inland areas of the same region have a preponderance of Loblolly Pine (Pinus taeda). Slash Pine generally contains a higher concentration of resin acids than Loblolly Pine. In general, the tall oil produced in coastal areas of the southeastern United States contains over 40% resin acids and sometimes as much as 50% or more. The fatty acids fraction is usually lower than the resin acids, and unsaponifiables amount to 6 8%. Farther north in Virginia, where Pitch Pine (Pinus rigida)and Shortleaf Pine (Pinus echinata) are more dominant, the resin acid content decreases to as low as 30 35% with a corresponding increase in the fatty acids present. In Canada, where mills process Lodgepole Pine (Pinus contorta) in interior British Columbia and Alberta, Jack Pine (Pinus banksiana), Alberta to Quebec and Eastern White Pine (Pinus strobus) and Red Pine (Pinus resinosa), Ontario to New Brunswick, resin acid levels of 25% are common with unsaponifiable contents of 12 25%. Similar variations may be found in other parts of the United States and in other countries. For example, in Finland, Sweden and Russia, resin acid values from Scots Pine (Pinus sylvestris) may vary from 20 to 50%, fatty acids from 35 to 70%, and unsaponifiables from 6 to 30%.