Értekezés

More documents

Recommendations

Info

2. fejezet A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai 4. ábra A cellulóz termikus bomlása oxidatív és inert atmoszférában (NÉMETH K. 1998) A poliózok részaránya ugyan a fában kisebb, mint a cellulózé, a termikus bomlásában mégis jelentıs a szerepük. A poliózok termikus bomlásának követése a cellulózénál is nehezebb feladat, mivel a poliózok kémiai összetételük és molekulatömeg eloszlásuk következtében a cellulóznál összetettebb rendszerek. A polióz frakció bomlása a globálkinetika alapján két szakaszra bontható. Az összetételtıl függıen 190-227 o C-ig tartó, kismérvő bomlással járó elsırendő kinetika szerint leírható szakaszra, és az e feletti, nagymérvő hıbomlással járó második szakaszra. (NÉMETH K. 1998) BOURGOIS és munkatársai (1989) nyomán az 5. ábra szemlélteti a pentozántartalom, hımérséklet és kezelési idı összefüggéseit. A függıleges tengely az elbomlott pentozán változását jelöli százalékosan. Látható, hogy a hıntartási idı növelésével alacsonyabb hımérséklet is azonos bomlási szintet idézhet elı. 5. ábra BURGOIS (1989) A pentozán bomlása hı hatására (-Δ%-az elbomlott pentozánt jelöli) A hımérséklet növelésével elıtérbe kerül a pentózok depolimerizációja, mind nagyobb mennyiségő gáznemő és illékony termék keletkezése közben. A bomlástermékek egymás közötti reakciója következtében a keletkezett vegyületek száma igen nagy. A poliózok jellemzı bomlásterméke a furfurol, ill. további furánszármazékok. A furánszármazékok mind dehidratációs, mind gyökös mechanizmusú depolimerizációs folyamatban keletkezhetnek. (NÉMETH K. 1998) 2.3.3.2. A lignin bomlása A lignin is jelentısen befolyásolja a folyamatokat. A nagyobb lignintartalom a fa hıvel szembeni ellenálló-képességét növeli. A lignin viszonylag nagyobb hıstabilitása mellett a homolitikus bomlásakor keletkezı stabil gyökök gyökakceptor jellege is befolyással van a 12
2. fejezet A hıkezelés tudományos és ipari vonatkozásai termikus hatásra lejátszódó folyamatokra, elsısorban az oxidatív atmoszférában végbemenı reakciókra (NASSAR és MacKAY 1984; BOURGOIS 1989; SCHMIDT és mtsai 1995). A nagy szénhozammal szenesülı lignin a faanyag hıvezetı képességét is csökkenti, ezzel is növeli a faanyag hıstabilitását (CSONKÁNÉ 2005). A lignin termikus hatásra bekövetkezı degradációja a lignin molekuláris és molekulás felépítettségének bonyolultsága mellett jelentıs mértékben a lignin izolálási módjától is függ. Egy kíméletes izolálási eljárással nyert lignin bomlása már 150-160°C-on elindul, míg egy kondenzáltabb állapotú lignin csak 200 o C felett kezd el degradálódni. A lignin többször hangsúlyozott viszonylagos termikus stabilitását csak a hımérséklet emelésével kisebb mértékben növekvı, lassú degradáció támasztja alá.(NÉMETH K. 1998) BOURGOIS és munkatársai (1989) a 6. ábra szerint határozták meg a hımérséklet és a kezelési idı függvényében a lignin mennyiségét. A függıleges tengely a lignin részarányának változását (Δ%), azaz növekedését mutatja. KLAUDITZ és STEGMANN (1955) ezt a látszólagos növekedést annak tulajdonítják, hogy a pentozán nem hidrolizáló részei a kémiai meghatározásnál a ligninrészhez adódnak. 6. ábra A ligninrész változása hı hatására BURGOIS (1989) Habár a hıdegradáció során a lignin tekinthetı a legstabilabbnak a faalkotók közül, mégis megfigyelhetıek 200 o C-alatti változások is. Úgy vélik, hogy a bomlás során keletkezı savak járulnak hozzá a lignin „korai” hidrolitikus bomlásához. További hevítés a benzolgyőrő oldalláncainak lehasadásához majd a reaktív benzolgyőrők és a szabad aldehidek reakciójához, kondenzációs reakciókhoz (TJEERDSMA és mtsai. 1998) és a hidrofil tulajdonság csökkenéséhez vezet (FENGEL, WEGENER 1984). Lignin esetében a hımérséklet és a hıntartási idı komplex hatására KÜRSCHNER és MELCEROVA (1965b) is rámutattak. Bükk (Fagus sylvatica) hevítésénél már 100 o C felett észlelték a lignintartalom csökkenését és 160 o C-os, 14 napos kezelés után a savoldhatatlan lignintartalom már 1% alatti volt. A tömegcsökkenés alapján meghatározott globálkinetikából kiindulva hı hatására a lignin elsı tömegcsökkenéssel járó szakasza 150-340 o C között játszódik le, mintegy 10-15%os tömegveszteséggel. A folyamat endoterm, rosszul determinálható csúccsal. A második lépés mintegy 500 o C-ig tart. A visszamaradó szenesült rész 40-45% (NÉMETH K. 1989). RUNKEL (1951) szerint a fa plaszticitásának változása a magasabb hımérsékleten, hidrolízis által végbemenı lignin és szénhidrát kötések bomlásával magyarázható, mely folyamatok párhuzamosan futnak a nem szénhidrátokhoz kötött ligninrészek depolimerizációjával. Ezek a kapcsolatok egyrészrıl lehetnek éteres jellegőek, amikor vagy a fenolos, vagy az alifás hidroxilcsoportok reagálnak a szénhidrátok hidroxilcsoportjaival. Másrészrıl lehetnek acetál, illetve félacetál jellegőek, amikor a fenil-propán maradékok karbonilcsoportjai reagálnak a szénhidrátok hidroxilcsoportjaival. Ezért hıkezeléskor a víz 13
Page 1 and 2: Horváth Norbert A termikus kezelé
Page 3 and 4: Kivonat A disszertáció legfıbb c
Page 5 and 6: Tartalomjegyzék 1. Bevezetés, el
Page 7 and 8: 1. fejezet Bevezetés, elızmények
Page 9 and 10: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
Page 17: 2. fejezet A hıkezelés tudományo
Page 33 and 34: 3. fejezet Vizsgálatokról 3. A vi
Page 35 and 36: 3. fejezet Vizsgálatokról Figyele
Page 37 and 38: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.2. H
Page 39 and 40: 3. fejezet Vizsgálatokról 24. áb
Page 41 and 42: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4. A
Page 43 and 44: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4.2.2
Page 45 and 46: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4.2.4
Page 47 and 48: 3. fejezet Vizsgálatokról 3.4.3.
Page 49 and 50: 3. fejezet Vizsgálatokról meg: ah
Page 51 and 52: 4. fejezet Vizsgálati eredmények
Page 69 and 70:
4. fejezet Vizsgálati eredmények
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
5. fejezet Összefoglalás 5. Össz
Page 83 and 84:
5. fejezet Összefoglalás 5.1.4 A
Page 85 and 86:
5. fejezet Összefoglalás 5.2. Gya
Page 87 and 88:
6. fejezet Irodalomjegyzék 6. Irod
Page 89 and 90:
6. fejezet Irodalomjegyzék 6.2. Hi
Page 91 and 92:
6. fejezet Irodalomjegyzék IMAMURA
Page 93 and 94:
6. fejezet Irodalomjegyzék NÉMETH
Page 95 and 96:
6. fejezet Irodalomjegyzék SCHEIDI
Page 97 and 98:
6. fejezet Irodalomjegyzék 6.3. Sz
Page 99 and 100:
7. fejezet Mellékletek Cser 200°C
Page 101 and 102:
7. fejezet Mellékletek SPSS-Post H
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
7. fejezet Mellékletek NEDVES SŐR
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
Page 111 and 112:
7. fejezet Mellékletek Nyár 200°
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
7. fejezet Mellékletek Cser -geszt
Page 119 and 120:
7. fejezet Mellékletek 1.3 Nyár-
Page 121 and 122:
7. fejezet Mellékletek 2.1.3 Nyár
Page 123 and 124:
7. fejezet Mellékletek 2.3/a sz. m
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
7. fejezet Mellékletek 2.3.2 Bükk
Page 129 and 130:
7. fejezet Mellékletek 2.4 sz. mel
Page 131 and 132:
7. fejezet Mellékletek Bükk sorsz
Page 133 and 134:
7. fejezet Mellékletek Nyár sorsz
Page 135 and 136:
7. fejezet Mellékletek 2.5.2 Bükk
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145:
show all

Értekezés

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?