Можно ли гвл использовать в бане: ГВЛ влагостойкий для стен и пола: технические характеристики, применение листов

ГВЛ влагостойкий для стен и пола: технические характеристики, применение листов

Andrey

13334 0 22

Гипсоволокно или сокращенно ГВЛ – это практичный материал, который имеет много преимуществ перед обычным гипсокартоном, в результате чего быстро стал пользоваться популярностью. Единственным его недостатком является восприимчивость к воздействию влаги. Однако, производителям удалось решить и эту проблему, выпустив влагостойкие гипсоволоконные листы (ГВЛВ), которым, собственно, и посвящена эта статья.

Листы ГВЛВ

Далее мы рассмотрим, что представляет собой ГВЛВ, какими характеристиками обладает, и в каких случаях его можно использовать для отделки поверхностей.

Что такое листы ГВЛВ

Итак, ГВЛВ — что это такое? Прежде чем ответить на этот вопрос, скажу несколько слов об отличии обычного ГВЛ от гипсокартона. Заключается оно в технологии изготовления.

Как известно, гипсокартон состоит из трех слоев – это два слоя картона, между которыми располагается гипсовый наполнитель.

Гипсоволокно же представляет собой однослойный лист. В процессе его изготовления в гипсовую смесь добавляют волокна распущенной целлюлозы, которые равномерно перемешивают и затем состав прессуют в форме листов.

Схема строения обычного гипсокартона

Таким образом, лист ГВЛ имеет армирование прочными волокнами целлюлозы по всему объему. Благодаря этому он обладает большей прочностью, чем обычный гипсокартон.

ГВЛВ изготавливается по той же технологии, что и обычный ГВЛ, единственное, в процессе приготовления смеси в нее добавляют гидрофобные компоненты. В результате материал становится устойчивым к влаге.

Таким образом, среди достоинств ГВЛВ можно выделить следующие моменты:

  • повышенная прочность;
  • влагоусотойчивость;
  • пожаробезопасность – при пожаре листы остаются на каркасе, а не опадают как обычный гипсокартон. Кроме того, материал не воспламеняется;
  • высокая износоустойчивость;
  • повышенная гибкость, по сравнению с гипсокартоном;

Лист ГВЛВ отличается повышенной гибкостью

  • хорошие тепло- звукоизоляционные свойства;
  • хорошо поддаются механической обработке и не крошатся при вбивании в них гвоздей или вкручивании саморезов;
  • обладает достаточно высоким уровнем гигроскопичности, благодаря чему способствует поддержанию оптимального уровня влажности в помещении;
  • обладает морозостойкостью – как утверждают производители, листы выдерживают до 15 циклов замораживания и размораживания.

В процессе разрезки листов ножовкой или лобзиком, материал сильно пылит. Чтобы предотвратить это, полотно можно смочить водой.

Таким образом, область применения у данного материала более обширна, чем у гипсокартона и обычного ГВЛ. Из недостатков можно выделить лишь то, что влагостойкие листы ГВЛ стоят дороже традиционных материалов на основе гипса и картона. Ниже подробней ознакомимся со стоимостью различных моделей ГВЛВ.

Влагостойкие гипсоволоконные листы размером 1200х600х20 мм

Характеристики

Размеры

Согласно ГОСТ Р 51829-2001, гипсоволокнистые листы могут иметь следующие размеры:

Размеры Значения
Длина Длина листов может быть следующей:
  • 1500 мм;
  • 2000 мм;
  • 2500 мм;
  • 2700 мм;
  • 3000 мм.
Ширина Может быть следующей:
  • 500 мм;
  • 1000 мм;
  • 1200 мм.
Толщина Наиболее востребованными являются листы толщиной 10 мм и 12 мм, однако, также можно найти панели толщиной 15, 18 и 20 мм.

ГВЛВ 1500 х 1200 мм

Выбор размера зависит от задач и условий, в которых вы будете работать с листами. Однако, наибольшей популярностью в частном строительстве пользуется малоформатный ГВЛВ – 1500 х 1200 мм.

Технические характеристики

Основные технические характеристики ГВЛ влагостойкого следующие:

Параметр Значения
Масса на метр квадратный (при толщине листа 10 мм) ≥ 10.8кг
Теплопроводность 0.22-0.36Вт/м °С
Предел прочности при изгибе ≥ 5.3МПа
Плотность Не более 1250 кг/м3

Плиты ГВЛВ для пола

Виды ГВЛВ и маркировка

Как мы выяснили, важным различием листов ГВЛВ является их размер. Однако, помимо этого они различаются формой кромки. В зависимости от этого параметра листы делятся на два типа:

  1. с ровной кромкой (ПК) – данный тип листов применяют исключительно для пола;
  2. с фальцевыми кромками (ФК) – это материал ориентирован для обшивки стен и потолков.

Определить тип кромки можно, конечно же, по внешнему виду. А вот другие его параметры наносятся в виде маркировки на тыльной стороне

.

Маркировка расшифровывается следующим образом:

  1. первым печатается обозначение типа листа – ГВЛ или ГВЛВ;
  2. далее указывается точность изготовления и группа вида – «А» или «Б». Как не сложно догадаться, листы группы «А» изготовлены более точно;
  3. тип кромки — ПК или ФК;
  4. габариты листа;
  5. стандарт.

К примеру, маркировка: ГВЛВ-Б-ФК-3000 × 1000 х 15 ТУ 5742-004-03515377-97. Она сообщает нам следующую информацию – перед нами влагостойкий ГВЛ для стен, относящийся ко второй группе точности изготовления. Размеры листа составляют 3000×1000 мм, толщина – 15 мм.

На фото – монтаж гипсоволоконных листов на стены

Область и особенности применения

Итак, с видами и областью применения ГВЛВ мы ознакомились. Теперь рассмотрим, в каких целях можно использовать этот материал. Как я уже говорил выше, область его применения очень обширна:

  • подходит для обшивки чердаков, мансард и даже подвалов. Единственное, помещения должны быть оборудованы системой вентиляции;
  • при монтаже сухой стяжки – этот способ выравнивания пола менее трудоемкий и времязатратный;
  • для обшивки неотапливаемых помещений, где имеется вероятность промерзания стен – к таким помещениям можно отнести гаражи, всевозможные хозяйственные постройки и пр.;
  • для отделки спортзалов, тренировочных помещений, кортов и т.д. Благодаря прочности листы способны;
  • также можно найти применение этому материалу при обшивке кухонь, санузлов и прочих помещений с повышенным уровнем влажности. Единственное, для декоративной отделки листов в этом случае следует использовать устойчивый к влаге материал;
  • для возведения загородок в сухих помещениях и комнатах с повышенной влажностью (санузлах, кухнях и т.д.)

Схема монтажа ГВЛВ бескаркасным способом

Что касается монтажа листов своими руками на стены, то данная операция может быть выполнена двумя способами:

  • бескаркасным – в этом случае листы приклеиваются к ровным стенам при помощи гипсовой шпаклевки;
  • каркасным – в этом случае монтируется каркас из металлического профиля, к которому крепятся листы при помощи саморезов. Данным способом можно монтировать ГВЛВ даже на потолок.

Инструкция по дальнейшей отделке листов аналогична с отделкой обычного гипсокартона – поверхность грунтуется и покрывается шпатлевкой. Предварительно обязательно армируются места стыков специальной лентой. На нашем портале вы можете найти подробную информацию о том, как выполнить подробную отделку гипсокартона.

Влагостойкий ГВЛ для пола укладывается поверх керамзита, который предварительно тщательно выравнивается правилом. Впоследствии поверх гипсоволоконных листов укладывается финишное напольное покрытие.

Для покраски гипсоволоконных листов нельзя использовать лакокрасочные материалы на основе извести, силикатов и жидкого стекла. А вот воднодисперсионные, эпоксидные и масляные составы вполне подходят для этих целей.

ГВЛВ Knauf

Несколько слов о выборе и стоимости

Так как влагостойкий ГВЛ является относительно новым стройматериалом на отечественном рынке, многих домашних мастеров интересует, как выбрать качественные листы. Поэтому напоследок скажу несколько слов о выборе этого материала.

Итак, чтобы не ошибиться и приобрести качественный материал, необходимо уделить внимание следующим моментам:

  • производителю – откажитесь от приобретения листов малоизвестных компаний. В то же время, чтобы сэкономить, можно отдать предпочтение продукции отечественных производителей, которая неплохо себя зарекомендовала;
  • наличие сертификатов соответствия и маркировки;
  • внешний вид листов – перед покупкой визуально осмотрите материал. Поверхность должна быть гладкой, без каких-либо видимых повреждений. Кроме того, на ней недолжно быть выпуклостей и углублений.
  • условия хранения материала – если листы хранились в условиях повышенной влажности, то это может негативно сказаться на их эксплуатационных качествах. Поэтому приобретать их желательно в крупных магазинах, обладающих сухими складами.

ГВЛВ GYPROC gek13

Цена материала во многом зависит от производителя. Ниже приведена стоимость на листы от наиболее известных и хорошо себя зарекомендовавших компаний:

Производитель Стоимость в рублях
Knauf, размер 2500х1200х12.5 кромки ФК 500
GYPROC gek13, 1200х2700 мм 12,5 мм 710
Ригидур 2500х1200х12.5 мм 520

Все вышеперечисленные виды листов являются наиболее распространенными на отечественном рынке. Поэтому, выбрав их, вы точно не ошибетесь.

Вот, собственно, и вся информация относительно влагостойкого ГВЛ, которой я хотел с вами поделиться.

Вывод

Гипсоволоконные влагостойкие листы можно назвать новым этапом развития отделочных строительных материалов, так как они обладают всеми достоинствами гипсокартона, но при этом лишены многих его недостатков. В частности, этот материал отличается более обширной областью применения. Единственное, к его выбору следует подходить грамотно, с учетом изложенных выше рекомендаций, как, собственно, и к выбору любых других стройматериалов.

Дополнительную информацию содержит видео в этой статье. Если после ознакомления с вышеизложенной информацией у вас остались вопросы относительно гипсоволоконных влагостойких листов, задавайте их в комментариях, и я с радостью отвечу вам в ближайшее же время.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен 28 сентября 2016г.

Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора — добавьте комментарий или скажите спасибо!

Гипсоволокнистый лист ГВЛ  — цена лист в Ростове на Дону

Гипсоволокнистый лист ГВЛ в Ростове-на-Дону

Плита ГВЛ или Гипсоволокнистый лист быстро обрел популярность как прекрасный отделочный материал, который используется для отделки помещений. Лист ГВЛ изготавливается при помощи слойности компонентов, после плита прессуется в форме листа, где волокна перемешиваются с гипсовой смесью. Специальные добавки в гипсоволокнистом листе в виде целлюлозного волокна, которая в свою очередь выполняет амортизационную функцию вместе с гипсовой смесью и тем самым лист получает высокую прочность, несущую способность и огнестойкость.

Можно сказать, что гипсоволокнистый лист это усовершенствованный аналог гипсокартона, но он имеет более высокие требования.

Преимущества гипсоволокна в строительстве:

  • простота в работе и эксплуатации;
  • хорошая шумо- и теплоизоляция;
  • экологичность и безопасность;
  • материал не крошится и не выделяет пыли.


Гипсоволокно (лист ГВЛ) в зависимости от сферы применения разделяют на два вида:

  • Обычная (для помещений со средней влажностью и нормализованном температурном режиме)
  • Влагостойкие ( для помещений с повышенной влажностью, плиты пропитываются гидрофобным раствором)

Так же основным преимуществом можно назвать негорючесть, пламя не распространяется по поверхности плиты. Еще одним преимуществом можно назвать способность гипсоволокнистого листа поглощать излишки водяных паров (гигроскопичность), а при недостатке влаги выделять ее.

Применение гипсоволокнистого листа

Гипсоволокнистые листы используют для отделки жилых и производственных помещений. Лист ГВЛ используют для устройства перегородок, укладке полов, отделке стен, облицовки конструкций и перекрытий, а так в пожароопасных помещениях (например в Бане или сауне). Данный лист полностью соответствует всем параметрам и стандартам.

Наш интернет магазин стройматериалов предлагает купить лист ГВЛ по выгодной цене оптом и в розницу с доставкой по городу Ростов-на-Дону. Подробности по гипсоволокнистому листу вы сможете узнать позвонив нам по телефону в контакте, Мы Поможем сделать правильный выбор!

Изоляционные материалы для монтажа печей и каминов

Изоляционные материалы для монтажа печей и каминов — часть 2

05.02.2017


Во второй части нашего обзора продолжим рассматривать изоляционные материалы, применяемые при строительстве печей, каминов, а также при возведении дымоходов.  

Здесь мы обратим ваше внимание на листовые материалы, которые можно использовать для строительства перегородок.

Кнауф Суперлист или ГВЛВ. Это прессованные гипсовые листы толщиной 10-12мм являются вполне доступным материалом для обшивки перегородок, не подверженным воздействию высоких температур. Материал довольно прочен, экологичен и не боится влаги. Использование ГКЛ и ГКЛО для строительства каминов мы не рассматриваем ввиду горючести наружного слоя (картона) и невысокой прочности листа. 

Область применения: изоляция стен, строительство перегородок, изоляционного короба камина, организация проходов через стены и перекрытия. 

Основные характеристики: 

Плотность: 1000-1200 кг/м3 

Теплопроводность: 0.22-0.36 Вт/(м*°С) 

Температура применения: до 200° С (в официальных источниках это значение не указано, хотя заявлена возможность применения в огнезащитных перегородках). Данная цифра выведена исходя из нашего личного опыта.  

Группа горючести: Г1 

Преимущества: достаточная прочность, доступность по цене, широкое распространение (легко купить), устойчивость к небольшим деформациям, экологичность (отсутствие синтетических связующих). 

Недостатки: невысокая температура применения, разрушение (раскрошивание ) листа при высоких температурах, необходимость использовать несущий каркас и дополнительную изоляцию для термо-изоляционных перегородок. 

Стекломагниевый лист или СМЛ. Материал по сути аналогичный ГВЛ, производится из минеральной крошки (оксид магния, хлорид магния, перлит) и древесной стружки. Для повышения прочности листы армируются стеклотканью. Производитель выпускает листы толщиной 6, 8, 10 мм и плотностью 800 – 1100 кг/м3. Это более прочный материал, чем ГВЛ, но при этом он более хрупкий и не любит деформаций. 

Область применения: изоляция стен, строительство перегородок, изоляционного короба камина, организация проходов через стены и перекрытия.  

 

Основные характеристики 

Плотность: 800-1100 кг/м3 

Теплопроводность: 0.21 Вт/(м*°С) 

Температура применения: до 1200°С (заявлено производителем). Однако, в некоторых случаях практика показывает, что лист марки Magelan Premium может разрушаться при температуре порядка 300° С , что выглядит как деформация и выкрошивание листа. 

Группа горючести: НГ Преимущества: легкий и прочный, влагостойкий материал, его прочность превышает ближайшие аналоги: ГКЛ и ГВЛВ. Заявленная группа горючести НГ, тогда как у ближайших конкурентов Г1. Гладкая твердая поверхность у листов марки Premium. 

Недостатки: более хрупкий, чем ГВЛВ, при нагревании деформируется, становится более ломким, более дорогой, чем ГВЛВ, сложнее приобрести.  


Цементно-стружчная плита или ЦСП. Листовой материал на основе древесной стружки хвойных пород. В качестве связующего вещества используется цементный раствор с минеральными добавками. Результат – гладкая и твердая плита, хорошо выдерживающая высокую влажность и температуру. Выпускается с толщинами 8 – 36мм. Разбухает при наборе влаги в пределах 2% за 24 часа. 

Область применения: изоляция стен, строительство перегородок, изоляционного короба камина, организация проходов через стены и перекрытия. 

  

Основные характеристики 

Плотность: 1200 – 1400 кг/м3 

Теплопроводность: 0.26 Вт/(м*К) 

Температура применения: прямых указаний на сайтах производителей нет. Из нашего опыта предлагаем температуру до 150°С. При более высоких температурах плита начинает деформироваться, появляются трещины. 

Группа горючести: Г1 

Достоинства: твердый, прочный материал с широким диапазоном толщин под разные величины нагрузки, доступная цена и возможность купить на каждом рынке. Гладкая, ровная поверхность, хорошая геометрия. Высокая влагостойкость.

Недостатки: изменение геометрических размеров при циклах разморозки-заморозки от 2 до 5%, деформация при высоких температурах (выше 200°С), высокая масса при больших толщинах листа, достаточно трудно обрабатывается по сравнению с ближайшими аналогами.  

Противопожарные плиты FireFix. Это прессованные плиты, в основе которых используется вермикулит, перлит и магнезит. Для повышения прочности все плиты армируются стеклотканной сеткой. Дополнительные связующие материалы отсутствуют, благодаря чему плита при нагревании не выделяет вредные вещества в воздух. В стандарте выпускаются плиты форматом 1000*600мм и толщиной 10мм.  

Область применения: изоляция стен, строительство перегородок, изоляционного короба камина, организация проходов через стены и перекрытия.

  

 

Основные характеристики 

Плотность: 1000 кг/м3 

Теплопроводность: 0.21 Вт/(°С*м) 

Температура применения: долговременная: до 600°С, кратковременная: до 1100 °С 

Группа горючести: НГ 

Достоинства: высокая температура применения, экологичность, материал легок в обработке 

Недостатки: хрупкий, невысокая прочность: особенно в сравнении с ЦСП, на некоторых листах замечено разрушение материала при высоких температурах (выше 300 °С).

Чем заменить минерит для бани или вокруг печи?

Чем заменить минерит вокруг печи и камина?

Разделы статьи:

Минерит обладает отличными огнеупорными свойствами и нередко используется именно из-за этой своей характеристики в качестве защиты поверхностей от возгорания.

Однако он не является незаменимым материалом для экранирования печей, поскольку заменить минерит можно различными другими стройматериалами, которые также хорошо выдерживают высокие температуры.

Огнеупорные материалы, рассматриваемые в этой статье, прекрасно справляются с главной задачей — предотвращением нагрева поверхностей от каминов и печей, отдавая накопленное тепло обратно в помещение. Именно о том, чем можно заменить минерит и какие именно стройматериалы для этого лучше всего подходят, вы узнаете из статьи remstroisovet.ru.

Чем заменить минерит

Минеритовые плиты, безусловно, хороши там, где нужно защитить поверхности от чрезмерного нагрева. Существует обычный и декоративный минерит, обладающий фактурной поверхностью и другими эстетическими свойствами.

Однако не у всех, к сожалению, есть возможность купить минеритовые плиты, поэтому вопрос о том, чем их заменить, очень актуален на сегодняшнее время. Для этого, существуют различные другие стройматериалы, например асбестовые листы, жесть, огнестойкий гипсокартон и многие другие.

Виды огнеупорных материалов

На самом деле, найти замену минериту не так уж и сложно, тем более что раньше, как-то же обходились без него. При выборе огнеупорных материалов для печи или камина, рекомендуется присмотреться к следующим:

Огнестойкому гипсокартону — этот материал хоть и не способен выдерживать такие высокие температуры как минерит, но, тем не менее, он справиться с задачей по защите стен вокруг жарко раскалённого камина. Огнестойкий гипсокартон выдерживает до получаса противостояния открытому пламеню и не возгорается очень длительное время.

Нержавеющие листы — ещё один популярный стройматериал, которым можно легко заменить минерит. Для большей эффективности, под нержавеющий лист следует подложить прослойку из стекловолокна и тогда поверхности, подвергающиеся большому нагреву со стороны источников тепла, будут более чем надёжно защищены.

Базальтовое волокно в виде спрессованных матов — также неплохо противостоит высоким температурам (до 900 градусов с плюсом). Базальтовое волокно отличается не только хорошими огнеупорными свойствами, но и гигроскопичностью, что позволяет, смело использовать его в любой комнате дома.

«Суперизол» и терракотовые плиты — современные стройматериалы, применяемые для защиты и утепления стен. Их главное преимущество в безвредности при использовании в жилых постройках и хороших эксплуатационных качествах. К тому же, терракотовые плиты отличаются от всех других материалов паропроницаемостью, что является не менее важной характеристикой при выборе.

Потолочно-проходной узел дымохода для бани: короб для потолочной разделки

Содержание

Использование твердого топлива для отопления в частном секторе или дачных хозяйствах существенно повышает вероятность возникновения пожара. Сильно нагревающаяся система для отвода дыма создает угрозу при соприкосновении с горючими материалами во время прохождения через потолок и кровлю или стену. Важнейшим элементом противопожарной системы является использование потолочно-проходного узла (ППУ) дымохода для бани, монтаж которого своими руками должен вестись в строгом соответствии с инструкцией.


Для чего применяется

ППУ предназначен для прохода трубы через стеновые и потолочные перекрытия, представляет собой круглый или квадратный короб с отверстием. Основной задачей является обеспечение защиты деревянных перекрытий от перегрева, так как в процессе эксплуатации температура внешнего контура дымохода увеличивается и нагревает предметы, находящиеся в непосредственной близости.

Такое устройство можно приобрести в специализированных магазинах или собрать своими руками. При выборе готового изделия необходимо учесть диаметр дымохода, а также расположение печи и потолочных перекрытий.

Для теплоизоляции узла прекрасно подойдут базальтовые ватные рулоны с экраном из фольги, которая может эксплуатироваться при высоких температурах.

Проход через деревянное перекрытие

Как правило, наиболее частым материалом при постройке бани является дерево. Поэтому при прохождении дымохода через перекрытие, необходимо использовать проходной узел.


Ниже мы рассмотрим основные варианты проходного короба, исходя из материала самого дымохода.

Использование кирпичных конструкций

Если у вас в бане предусмотрен кирпичный дымоход, то разделка печной трубы на потолке делается из кирпича путем утолщения в местах прохождения. Высота этого участка кладки должна быть не меньше трех рядов кирпичей.


Выкладывание печного дымоотвода – сложный процесс, так как ошибки при строительстве могут привести к ухудшению тяги и возникновению пожара. Поэтому это дело лучше доверить специалистам.

Гипсокартонный короб

Проходной короб можно сделать из жаростойкого гипсокартона. Для этого понадобится подготовить утеплитель из минеральной ваты или асбеста. Такой вариант изготавливается так же, как и в случае с металлическим коробом. Первым делом стоит поставить гипсокартонные стенки, а пространство между ними набивается утеплителем.

Поверх ваты или даже вместо нее можно насыпать керамзит, который забивается во все поры и придает дополнительное утепление.

Короб из металла

Более востребованной альтернативой прохождения деревянных перекрытий стало использование потолочно-проходного узла из нержавеющей стали. Он представляет собой короб из нескольких пластин стали, в одной из стен делается отверстие, исходя из диаметра внешнего контура сэндвича. Пустота между трубой и коробом заполняется теплоизоляционным материалом.

Разделка потолочная для сэндвич-трубы встречается ГОСТовская и обычная. Они отличаются между собой размером отверстия. Согласно ГОСТу, в потолочном перекрытии или в стене необходимо вырезать квадрат размером 1,0 на 1,0м, в который непосредственно будет вставлен ППУ. Однако, этот размер не особо популярен, так как тогда необходимо, чтобы в бане расстояние между лагами было 1,0х1,0м, иначе такой узел вставить очень трудно.

Обычный узел представляет собой квадрат размером 48-50см. Чтобы определиться с размером разделки, необходимо отталкиваться от диаметра сэндвича:

  • если больше 200мм, то правильный размер 1,0х1,0м;
  • если 200 мм – 48-50см.

Важная информация: если дымоход для камина, то размер разделки обязательно должен быть 1,0х1,0м.

При монтаже на коробку наклеивается фольгированная изоляция на все места соприкосновения с деревянными поверхностями.

Требования и нормы

Основное правило пожарной безопасности во время установки ППУ: дымовой канал, проходящий вблизи строительных конструкций из горючих материалов не должен нагревать их выше 50°C. Более подробно прочитать условия можно в СНиП 41-01-2003.

Эти нормативы невозможно выполнить, если вы используете прямое прохождение трубы через перекрытия без применения защитных конструкций. Поэтому в обязательном порядке нужен проходной потолочный узел для дымохода, обеспечивающий качественную изоляцию.

Даже если ваша труба не соприкасается с деревянными перекрытиями, температуры внешнего контура трубы достаточно, чтобы началось обугливание и постепенное тление, поэтому все участки прохода заделываются изоляцией класса НГ. При приобретении заводской продукции рекомендуется тщательно изучить инструкцию и соответствовать ей при монтаже защитного узла.

Как строится разделка



Потолочная разделка для сэндвич трубы представляет собой короб для прохождения дымохода через потолок или прочее препятствие. Чтобы обезопасить прилегающие материалы от возгорания, важно придерживаться следующих правил:

  • она должна быть не меньше 50 см в ширину;
  • при широком слое штукатурки между дымоотводом и опасными компонентами, участок можно сократить до 35 см.
  • ее высота должна быть больше толщины материала не менее чем на 7 см.

Размер отступки

Представляет собой расстояние от наружной поверхности печи или дымового канала и защищенной или незащищенной от возгорания стеной или перегородкой из горючих или трудногорючих материалов.

Составляет от 20 до 50 см. Более толстые стенки в меньшей степени нагревают окружающие предметы, поэтому величину отступа можно сократить.
Наиболее правильными с точки зрения пожаробезопасности материалами являются:

  • кирпич;
  • лист нержавейки с базальтовым картоном;
  • плиты фламма или минерит.

Обратите внимание, что в момент защиты стены негорючими материалами необходимо оставлять зазор 7-10мм между стеной и обшивкой.

Разновидности ППУ

На современном рынке вы можете найти различные проходные короба для дымохода. Наиболее распространены следующие формы:

  • квадратный,
  • круглый.

Такое устройство несложно изготовить самостоятельно, имея навыки работы с простейшими инструментами. Материалом может служить листовая нержавеющая сталь, а в качестве теплоизоляции подойдет базальт или керамзит.

Наша продукция

Если вы решили воспользоваться самодельным проходным узлом, следует строго придерживаться установленных правил для упрощения дальнейшего монтажа и обеспечения всех норм. Ниже в разделе мы расскажем, как установить своими руками.

Ошибки при монтаже ППУ

  • Проходной узел пройден не сэндвичем, а одностенной трубой.
  • Сам короб набивают песком или землей,а не керамзитом или минватой.
  • Потолочная разделка выполнена без короба. Как это выглядит: трубу обматывают мин ватой или замазывают асбестом, и она при этом вплотную прилегает к перекрытиям, что приводит к их постепенному обугливанию и возгоранию.

Для того, чтобы избежать пожара, надо следовать основным правилам монтажа потолочного узла.

Подготовка к монтажным работам

Монтаж может отличаться в зависимости от выбранной конструкции, диаметра трубы и материала, из которого она сделана.


Прежде чем начать установку, необходимо выполнить следующие работы:

  • Выпилить квадрат размером 1,0х1,0 м или 0,5х0,5м в потолке или стене (если стропила близко проходят от планируемой трубы, можно сделать дополнительный короб из дерева, обшить изнутри минеритом. Сам короб закрепить к лагам и уже в него крепить ППУ).
  • Обшить изнутри проход плитами минерита.
  • Подготовить по диаметру отверстие в потолке. Все горючие элементы крыши, находящиеся в непосредственной близости к печному оборудованию, изолируются при помощи негорючих предметов.

Часто деревянные поверхности покрывают специальными составами, препятствующими воспламенению. Однако, никакая термостойкая краска не защитит деревянные перекрытия от возгорания, срок службы такой краски максимум 1 год.

Установка ППУ

Как провести сэндвич-трубу

Важная информация: только за счет сэндвича можно добиться снижения температуры верхнего контура трубы с 450° до 200°. Также сэндвич помогает избежать образование излишнего конденсата.

  • На банную печь сначала устанавливается одностенный модуль, как минимум на один метр или же натрубный теплообменник. Далее, устанавливается переходник с одностенной на двустенную трубу., потом рекомендуется применение сэндвич-конструкции. Это позволит уменьшить перегрев труб, идущих от печи, и увеличить их срок службы
  • Стыковать трубы в межэтажных и межчердачных перекрытиях строго запрещено.
  • Через потолок трубу можно проводить только через ППУ. После сборки дымохода свободное пространство между боковыми стенками прохода перекрытия и трубой заполнить жаропрочным и негорючим материалом. Рекомендуется материал на основе базальтовых пород (МПБ, БСТВ).
  • Горизонтальные участки ухудшают тягу, поэтому при возможности их избегаем. Если это осуществить по каким-либо причинам невозможно, то нужно стараться не делать горизонтальных положений длинной более 1 метра.
  • Не следует использовать более трех колен в системе. Превышение этого количества снижает показатели тяги.
  • Следует помнить, что любой материал при нагреве изменяет свои размеры, поэтому в точке выхода не следует жестко фиксировать трубу.


После всех подготовительных работ можно начинать монтаж потолочно-проходного устройства.
Сборка дымоотвода идет от отопительного агрегата – вверх, после чего выводится на чердак, а затем через кровельный пирог.

Если проходной узел проходит в опасной близости от лагов и стропил, необходимо сделать своими руками и установить короб из деревянных брусков, обшитых изнутри пластинами минерита. И уже туда монтируется ППУ.

Если вы приобрели готовый узел, то необходимо следовать инструкции. Фабричные ППУ могут быть различной комплектации: “пустой” или с дополнительной изоляцией. В первом случае необходимо основание узла (лист из нержавейки) изнутри обшить базальтовым картоном, сам ППУ установить в короб, защищенный листами минерита. Расстояние между трубой и жестью оставляем пустым. А вот сам узел необходимо с чердачной стороны засыпать каолиновой ватой на 5-7 см, больше не нужно во избежание перегрева трубы.

Если же вы приобрели ППУ с минеритом от компании Феррум, то данный узел можно монтировать без дополнительно утепленного короба, как в первом варианте. При этом необходимо также заполнить пустоту внутри узла на 5-7 см каолиновой ватой. Такая дополнительная изоляция повышает пожаробезопасность проходного узла.

Узел крепится саморезами или штатным креплением, если вы купили заводской продукт. Фиксация выполняется к перекрытию сверху. Нержавеющая площадка (основа узла) крепятся саморезами после финишной отделки к вагонке.

При установке нужно проследить, чтобы отверстие совпало с трубой, так как наклонять систему запрещается, максимально допустимая погрешность – 1 мм.

Проход через кровлю для круглой формы

На следующем этапе нужно защитить чердачное помещение от влаги, которая попадает в зазор, образовавшийся между кровлей. Удобнее всего воспользоваться для гидроизоляции этого участка специальными покупными изделиями, которые подбирают по габаритам. Подобные проходки имеют различные окраски и подойдут для любой кровли. Они устанавливаются болтами или специальным клеем.


Для лучшей защиты от протекания можно дополнительно купить герметик, которым тщательно обрабатываются все места соединений. Это поможет обеспечить сухость в любых климатических условиях.

Установка ППУ своими руками

Отверстие должно быть больше толщины диаметра канала примерно на 0,5 мм. Это обеспечит удобство вставки. Теплоизоляция набивается вдоль внешней и внутренней стенкой. Расстояние между ними делается в 1-2 см.

Если у вас нет готового комплекта, можно выполнить качественное печное отопление в доме без него. Для этого свободное пространство в потолке заделывается огнеупорной термоизоляцией, поверх которой устанавливаются полосы из стали. На нее устанавливают пластину из жароустойчивых металлов, в которой вырезается подходящее отверстие. Крепится такая пластина болтовым соединением. Удобнее всего ее изготавливать из металла.

При ее монтаже соблюдаем все требования, и выдержать установленные дистанции до пожароопасных предметов. Образовавшиеся пустоты, со стороны второго этажа или чердака следует засыпать керамзитом или другим негорючим утеплителем.

Проход кирпичного дымохода через деревянное перекрытие

Выкладывание печного дымоотвода – сложный процесс, где надо соблюсти множество нюансов. Поэтому это дело лучше доверить специалистам. Кроме того, ошибки при строительстве могут привести к ухудшению тяги и возникновению пожара.


Важный момент: простой строительный кирпич для кладки отдельных деталей и всего дымохода не подходит. Обязательное условие долговечной и безаварийной работы кирпичной трубы — использование керамического термостойкого сорта кирпичей.

При постройке конструкций необходимо особым образом их выкладывать в местах прохождения перекрытий. Идеальным вариантом будет разделка печной трубы на потолке. Высота этого участка кладки должна быть не меньше трех рядов кирпичей. Толщина стенок дымохода при прохождении кровли или стены (перегородки) должна быть больше, чем по основной высоте. Расстояние до горючих материалов должно быть не менее 25 см.

Возможны два прохода кирпичного дымохода. В первом варианте проходной узел монтируется за счет увеличения толщины кладки, так называемой “распушки”. Второй вариант прохода кирпичной трубы через чердачное перекрытие без выкладывания “распушки” осуществляется почти таким же образом, как и металлической трубы. В этом случае дымоход по всей его высоте имеет один размер в сечении, без увеличения толщины стен.

Отверстие в потолке закрепляется листом из нержавеющей стали или плитой из минерита. По центру листа вырезается окно, через которое пройдет дымоход. Длина и ширина этого проема должны превышать аналогичные параметры трубы буквально на 3÷5 мм. При проведении кладки дымохода, примерно за три-четыре ряда до потолка, на него надевается лист с подготовленным проемом, а затем кладка производится далее до высоты чистого пола чердака. Деревянные перекрытия закладываются минеральной ватой, для уменьшения передачи тепла от трубы. Но более надежным способом будет короб из нержавеющей стали, в которую будет проходить кирпичный дымоход, расстояние от трубы до стенок также закладывается минеральной или каолиновой ватой на 5-7 см.

Герметизация стыков

Самым сложным при выведении через крышу считается данный этап. Для этого устанавливается нижний фартук, изготовленный из жести. 

Под него укладывается сделанный из металла «галстук», назначение которого отводить жидкость в водосток. Снаружи вы можете установить декоративный фартук, цель которого создать эстетичный внешний вид.


При использовании гибкого покрытия задача гидроизоляции значительно упрощается. Довольно несложно загнуть такой материал на трубу, предварительно промазанную пропиткой, чтобы создать лучшее прилегание. Соединения стенки и кровли также рекомендуется обработать герметиком.

Видео-совет – узел прохода трубы дымохода через деревянное перекрытие

Из следующего видеоролика вы можете узнать, как правильно проложить конструкцию, не затрачивая при этом лишних усилий.

Монтаж в двухэтажных зданиях

Если вы ведете установку ППУ в двухэтажном здании, придется также заняться обустройством верхнего яруса. Для этого есть определенный набор правил:

  • На расстоянии 1 м после выхода из пола верхнего этажа нужно перейти на одностенную конструкцию, чтобы получить качественный прогрев помещения. Перед выходом на чердак, снова используют сэндвич-трубу.
  • Проход через потолок для трубы дымохода на втором этаже делается по той же схеме, что и предыдущий.

Особенности потолочной разделки для бани

Для обустройства проводки из бани требуется обеспечить не только нужный уровень безопасности, но и тщательно защитить парное помещение от выхода тепла. 


Здесь разделка проводится в три этапа:

  • Подготовка места.
  • Установка защитного короба.
  • Тщательное утепление всех стыков.

Поэтапный монтаж места для отвода дымоходной трубы

Для выбора и правильной организации места выполняем следующие пункты:

  • для подбора нужно воспользоваться строительным отвесом;
  • чтобы сохранить привлекательный дизайн рекомендуется применять декоративную вставку из металлического листа. Этот лист можно закрепить саморезами или гвоздями.

Как делать потолочную разделку для дымохода

Выполнить все запланированные работы значительно проще, если разбить их на небольшие этапы:

  • прорезание проема необходимого размера и при необходимости создание каркаса из бруса;
  • монтаж сэндвич-трубы в месте проводки;
  • установка короба;
  • крепление металлической пластины;
  • теплоизоляция;
  • фиксация.

Порядок установки узла прохода через перекрытие

Сам процесс крепления оберегающего короба обычно не вызывает сложности. Для этого выполняем простую последовательность действий:

  • торцы покрываются термоизоляционным материалом;
  • в проходном коробе для дымохода изолируются все части, соприкасающиеся с элементами перекрытия, а также его низ;
  • аккуратно вводится труба, при этом она не должна плотно прилегать к стенам;
  • закрепляем сборку при помощи саморезов или других крепежей;
  • выполняется изоляция на чердаке, а пустоты наполняются сыпучей массой;
  • при желании можно задекорировать конструкцию.

Подбор материала для теплоизоляции

Существует несколько разновидностей теплоизоляционных материалов для любых случаев. Рассмотрим наиболее популярные из них.


  • Техническая базальтовая вата применяется чаще всего. Получают при расплавлении определенных горных пород. Кроме низкой теплопроводности, она также задерживает влагу и способна выдержать воздействие высоких температур от 700° до 900°.
  • Каолиновая вата производится путем плавления кремниево-оксидных материалов при температуре 1750°. Имеет низкий коэффициент теплопроводности, при высоких температурах не расплавляется, не осыпается. Максимальная температура использования 1100-1250°. Имеет долгий срок эксплуатации и выдерживает много запусков и остываний без утраты своих качеств.
  • Строительная базальтовая вата получается путем плавления слюды. Рабочая температура такой теплоизоляции составляет 400-450°.

Если вы затрудняетесь с выбором, то рекомендуется заказать минеральную вату. Так как такое изделие проверено временем, универсально в применении и широко распространено в продаже.

В этой статье мы рассмотрели, как изготовить проходной узел для дымохода через крышу и прочие плиты. Сделать это под силу любому человеку, имеющему навык обращения с ручным инструментом. Для этого не жалейте времени на ознакомление со всеми нормами и строго соблюдать все пункты, указанные в инструкции.

Если вы не уверены в своих силах или желаете сэкономить время, то вам лучше обратиться за помощью к профессионалу, имеющему большой опыт в данной сфере.

Гипсокартон в бане: можно ли использовать

В основном бани строятся с деревянного сруба за городом. Мало кто догадается применить влагостойкий гипсокартон в бане. Если рассмотреть детальнее этот вариант, то найдется множество преимуществ:

  1. Если использовать гипсокартон в помывочной, дерево не будет поддаваться постоянному воздействию влаги.
  2. Если гипсокартонными листами отделать предбанник, тогда без труда можно монтировать вешалки и крючки. Одежда не будет влажной.
  3. Применение гипсокартона – это не только защита деревянных брусков от влаги, но и выравнивание поверхности для оформления её плиткой или другого декора.
  4. Создание перегородки в бане из гипсокартона не будет затруднительным. Это оптимальный вариант, если понадобится разделить помещение.

Применение гипсокартона в бане делает её теплой, долговечной, приятной для отдыха.

Полное содержание материала

Обшивка сруба гипсокартоном

Можно ли применить ГКЛ в бане?

Прежде чем обшивать деревянный сруб влагостойким гипсокартоном, следует помнить о том, что дерево «дышит». Оно ссыхается и разбухает. Первые года после постройки дерево усаживается, это следует учитывать. Для того чтобы объединить гипсокартонную конструкцию, которая неподвижна с «живым деревом», нужно создать систему:

  • она не будет мешать «движению» дерева;
  • гипсокартонная конструкция будет жесткой и долговечной;

Данные перечисления можно сделать двумя способами:

  1. Создание отдельной стены.
  2. Использовать скользящие крепежи в монтаже каркаса для гипсокартона.

Применение первого способа требует много ресурсов и дополнительного пространства. Второй способ используется намного чаще.

Подготовка к монтажу каркаса

Каркас для обшивки его гипсокартоном делается из деревянных брусьев или комбинированный каркас. Для этого потребуются деревянные рейки и оцинкованный профиль. Сначала монтируется деревянный каркас, затем сверху устанавливаются профили.

Сруб должен быть чистым и обработанным антисептиком. Лучше всего для этого подходит олифа.

Электрическая проводка должна быть заизолированной в гофре.

Монтаж каркаса для обшивки гипсокартоном

В создании каркаса используются крепежи с овальными отверстиями. «Дыхание» дерева не будет отражаться на гипсокартонной конструкции, поскольку крепления будут ходить по вырезанным пазам.

Деревянные рейки для создания каркаса нужны будут разного размера:

  • опорные сойки – дерево 75/25 мм;
  • для направляющих и горизонтальных потребуются рейки 50/25 мм.

Если рейки размерами меньше, то их использовать нельзя. Длина реек должна быть на 4 см меньше, чем высота помещения.Это важно для усадки бревна. На потолке в бане делается декор из плинтуса, закрывающий зазор в 3 см от пола должен быть зазор 1 см.

Схема каркаса для гипсокартона

Лист гипсокартона крепится по ширине в трёх местах. Для этого необходим расчет – 3 вертикальные рейки на 1 лист гипсокартона. Центральная рейка должна быть сопряжена с опорной стойкой. Таким образом, опорные стойки будут располагаться через каждые 1,2 метра. Между опорами идут направляющие рейки. Они обеспечивают жесткость конструкции.

Пошаговая инструкция монтажа деревянного каркаса

Чтобы гипсокартонная конструкция была прочной и долговечной, следует придерживаться пошаговому алгоритму действий:

  1. На полу следует прочертить линию, которая будет ориентиром для ровности будущего каркаса. Она должна быть четкой и ровной. Для этого следует использовать уровень.
  2. Такую же линию следует отчертить и на потолке. Для того, чтобы сделать плоскость ровной, следует пользоваться не только уровнем, но и отвесами.
  3. Если в процессе установки реек, деревянный брус базовой стены выступает, его следует счесать и обработать. Если возникает пространство между рейкой и основой, подкладываются деревянные срубки, кусочки ГКЛ.
  4. Теперь следует отметить места, где будут фиксироваться опорные стойки. Расстояние между ними 60 см.
  5. Места фиксации направляющих брусков также следует отметить. Направляющие и опорные должны чередоваться. Между направляющими расстояние 60 см.
  6. Бруски следует крепить к деревянной основе шурупами с вертикально-овальной шайбой. Шурупы крепятся на расстоянии 30 см друг от друга.

Сначала устанавливаются рейки по краям будущей стены. Между ними через всю стену натягивается нить для ровности поверхности.

Каркас для стен из гипсокартона

Шурупы затягиваются не очень сильно, поскольку дерево будет двигаться.

  1. После монтажа всех вертикальных элементов конструкции следует приступить к фиксации горизонтальных реек. По горизонтали рейки должны быть на разной высоте, не соединяться в одну горизонтальную линию.
  2. Лучшим вариантом будет расстояние между распорками по горизонтали 40 см.
  3. Последним шагом в монтаже каркаса из дерева является проверка конструкции на ровность поверхности. Для этого используется уровень и отвес.

После окончания монтажа каркаса следует приступить к обшивке гипсокартоном. На краях гипсокартонных листов следует сделать рубанком фаску.

Комбинированный каркас

Данный каркас состоит из деревянной обрешетки и поверх накладных оцинкованных профилей. Это более дорогостоящий каркас, но наиболее надежный, нежели деревянный.

Для него понадобятся оцинкованные профили, деревянные рейки и гипсокартон. Рейки можно взять все одинаковые, поскольку конструкция несколько иная.

Технология обшивки сруба гипсокартоном

Деревянная обрешетка монтируется на основу со сруба надежным и дежурным способом. Поверх на дерево крепится профиль на овальные подложки, которые дают возможность «дышать» дереву.

  1. Через каждые 60 см крепятся к деревянной основе рейки. Сначала следует зафиксировать крайние рейки в разные стороны стены, а после натянутой линии остальные составляющие деревянной обрешетки. Пустоты, образовавшиеся между рейкой и деревянной стеной, заполняются специальной смесью из песка и гипса. Гипс размачивается и доводится до состояния «жидкое тесто», после в него всыпается просеянный песок. Смесь высыхает за 5 минут.
  2. Все вертикальные рейки должны крепиться ровно, от этого зависит жесткость и ровность поверхности всей конструкции.
  3. Через каждых 40 см следует прикрепить горизонтальные распорки. Здесь используются крепежи с овальными отверстиями.
  4. В 3см от потолка вниз следует прикрепить горизонтальную планку, на которую монтируется направляющий профиль.
  5. Внизу над полом 1 см монтируется деревянная рейка строго горизонтально. Внизу и вверху к рейкам крепится горизонтально направляющий профиль. После берется профиль, вставляется в НП и монтируется на горизонтальные рейки вертикально через каждых 40 см.
  6. В итоге должен получиться двойной каркас.

Вернуться к оглавлению

Обшивка гипсокартоном. Шпаклевка

После изготовления каркаса наступает не менее ответственный момент – отделка конструкции гипсокартоном. Изначально прикладываются целые листы материала. Крепить их следует методом «утопания» шляпок саморезов в ГКЛ на 1 мм.

После ступеньками монтируется «обрезной» лист. По горизонтали не должно быть единой линии из листов. На порезанных листах рубанком делается фаска. Листы крепятся друг от друга на расстоянии 5 мм после полной обшивки каркаса гипсокартоном, следует приступить к армированию стыков и шпатлеванию.

Зачастую на гипсокартон ставят плитку

  1. Границы листов гипсокартона следует пройти грунтовкой и дождаться полного высыхания. При грунтовании следует зацепить шляпки саморезов.
  2. После высыхания грунтовки клеится армирующая лента. Если это самоклейка, тогда плотным прижиманием она приклеивается по всей длине стыка. Если простая лента, тогда её следует приклеить на тонкий слой шпаклевки.
  3. После монтажа ленты стыки шпаклюются, а шляпки саморезов прячутся. Следует дождаться полного высыхания шпаклёвки и затирки излишек.
  4. Последним этапом идет полное покрытие шпаклевкой всей поверхности и по окончании затиркой её наждачной бумагой.
  5. Перед тем как приступить к выкладке плитки, поверхность следует покрыть грунтовкой для лучшей адгезии.

Если следовать инструкции пошагового алгоритма, тогда гипсокартонная конструкция в бане прослужит долго и качественно.

огнестойкий листовой материал для бани и обшивки стен, газового котла, листы из пластика и ГВЛ

Отопительное оборудование требует тщательного ухода и правильного монтажа. Для этого существует большое количество строительных материалов, подготовленных к эксплуатации в условиях высокой температуры. К таким элементам можно отнести огнеупорные листы, о которых пойдет речь.

Особенности

В первую очередь очень важно перечислить основные особенности огнеупорных листов, что может помочь как в выборе материала, так и в его монтаже.

  • Огнезащищенность. Так как в банях, саунах и местах, где располагаются печи и отопительная техника, сила обогрева может достигать 300-400 градусов, очень важно установить особо устойчивые листы. Их несколько видов, но все они имеют одну черту – защита окружающей среды от высокого температурного нагрева. Таким образом минимизируется риск возникновения пожара и других ситуаций, которые предотвращаются соблюдением требований техники безопасности.
  • Устойчивость к условиям внешней среды. Так как большинство плит и их разновидностей сделаны из химических веществ, то они защищены от воздействия щелочей, кислот и прочих элементов, деформирующих поверхность обычных материалов. Помимо этого, производители создают сырьё, которое предотвращает возникновение грибка и плесени, а также устойчиво к грязи. Данная особенность делает уход за огнеупорными листами более простым и менее затратным.
  • Прочность. Химические соединения, выступающие основой для обшивки высокотемпературной техники, довольно плотны и отвечают требованиям необходимой прочности относительно разных способов монтажа. Некоторые виды плит имеют высокие показатели устойчивости к физическим повреждениям, что делает их более надежными и долговечными.
  • Звукоизоляция. Особенность не всех, а всего лишь некоторых видов огнеупорных материалов. Как правило, звукоизоляционные материалы имеют плотную заполненную внутреннюю структуру, благодаря чему и достигается этот эффект. Данный выбор предпочтителен для тех, кто имеет дело с шумной отопительной техникой, работа которой может доставлять неудобство.

Виды

Самым известным и до недавних пор распространенным листовым материалом, выдерживающим высокие температуры, была сталь. Будучи отшлифованной до блеска, она отражает тепло и не позволяет высокой температуре воздействовать на стены и полы, где имеется источник тепла. Стоит сказать, что сталь можно использовать при монтаже разных видов техники для бани, газового котла и печей.

Асбестовые плиты так же известны и широко применяются в различных сферах монтажа отопительного оборудования.

Данный материал очень прост в монтаже для обшивки и не требует особых затрат. Среди преимуществ можно отметить высокие теплоизоляционные свойства, которые выражаются в использовании при температурном нагреве до 500 градусов.

Как правило, в основу этих плит входит хризолитовый асбест, обеспечивающий механическую прочность и устойчивость к различным химическим веществам.

Далее идут базальтовые плиты, являющиеся универсальным решением для обладателей мощной отопительной техники. Помимо отличных теплоотводящих свойств, этот материал обладает хорошей звукоизоляцией. Эта особенность стала доступной благодаря качеству сырья, которое считается не только простым в эксплуатации, но и экологически чистым. Стоит обозначить, что базальтовые плиты могут выдерживать высокую температуру вплоть до 900 градусов, а также устойчивы к воздействию различных веществ. Конечно, данный материал дороже большинства других, но такая стоимость вызвана удобством при монтаже плит и наличием шумоизоляции.

ГВЛ, он же гипсоволокнистый лист, представляет собой сырьё, в составе которого преобладает стекловолокно. Оно устойчиво к физическому воздействию, а также имеет высокие теплоизоляционные свойства. Среди прочих преимуществ можно отметить простоту монтажа и эксплуатации, а также большое количество возможностей крепления на других материалах. ГВЛ известен тем, что после своего использования оставляет мало отходов, что очень удобно при обработке и применении в обшивке.

СМЛ или стекломагниевый лист – аналог ГВЛ, отличающийся своей особенной структурой. В состав этого материала входит большое количество химических соединений, например, оксид магния, перлит, хлорид магния, а также различные композиционные материалы.

Наличие этих компонентов не только уплотняет внутреннюю часть СМЛ, но и придает ему уникальные огнезащитные свойства, которые выше, чем у всех других материалов.

Помимо этого, стекломагниевое сырье устойчиво и к воздействию влаги, поэтому не теряет своих ключевых свойств после нахождения под водой в течение нескольких часов.

СМЛ прочен, легок, воспрепятствует возникновению грибка, плесени и бактерий. Данный материал плохо опробован на отечественном рынке, так как страной-изготовителем является Китай. Все же рекомендуется использовать именно ГВЛ и другие виды плит, которые полностью изучены и классифицированы, что делает их более безопасными и понятными для потребителя.

Вермикулитовые панели применяются в первую очередь из-за своей декоративной составляющей. Если вы хотите сделать обшивку и при этом сохранить привлекательный внешний вид, то этот материал подойдет вам лучше всего. Основным компонентом для крепления является жаростойкая мастика, что заметно улучшает огнеупорный диапазон вплоть до +1200 градусов. Сама структура представляет собой плотные панели, отличающиеся фактурой и верхним слоем. Стоит отметить, что вермикулитовые панели имеются в разных вариациях, поэтому их выбор зависит от того, какой вариант вам понравится внешне.

Сферы применения

Огнеупорные листы чаще всего задействуют при облицовке отопительного оборудования, например, котлов и печей в бане или сауне. Основной причиной востребованности становится тот факт, что техника может находиться близко к стенам. Чтобы высокая температура не воздействовала на них, требуется монтаж в виде облицовки и создания защитных экранов. Они закрывают всё пространство, откуда может быть распространена высокая температура. Данные процессы имеют свои особенности и отличаются технологической последовательностью, но большинство плит устанавливается схожим образом.

При этом конструктивно облицовка зависит от конкретных условий, например, расположения печи/котла, их размеров, а также материала самого помещения.

Помимо частного и бытового применения, огнестойкие листы применяются в производственном и промышленном направлениях. Некоторые помещения, внутри которых содержатся какие-либо взрывчатые вещества, нуждаются в безопасности и защите. Именно такие материалы позволяют предотвратить распространение огня в случаях воспламенения горючего.

Некоторые строительные конструкции полностью выполнены из слабоустойчивого к огню пластика и его производных, поэтому ближайшее пространство иногда обшивают огнеупорными листами. А также помещения, в которых имеется большое количество коммуникаций, например, серверные станции, облицовываются защитными плитами, предотвращающими переход огня от одного вида техники на другой.

Не стоит забывать и про камины. Данный элемент декора также нуждается в грамотном монтаже и эксплуатации.

При этом вермикулитовые плиты, имеющие декоративную составляющую, могут применяться при отделке помещений, более требовательных к защите от высокой температуры.

Сегодня на отечественном рынке имеется немало подобных материалов, поэтому их выбор зависит от определенных свойств и преимуществ, которыми наделены листы.

Химическое восстановление γ-валеролактона/воды Биоперерабатывающий завод

Реферат

Мы ввести оптимизацию условий варки и предложить различные варианты химической регенерации для проверенной концепции биопереработки на основе фракционирования γ-валеролактон (ГВЛ)/вода. Измельчение процесс был оптимизирован, благодаря чему соотношение щелока к древесине (Ж:Ж) может быть снижен до 3 л/кг без ухудшения свойств целлюлозы в качестве сырья для производства текстильных волокон. Восстановление растворитель для варки целлюлозы осуществлялся за счет сочетаний осаждения лигнина добавлением воды, перегонкой при пониженном давлении и экстракцией жидким CO 2 .С двухстадийным осаждением лигнина в сочетании при вакуумной перегонке можно было получить более 90% лигнина и ГВЛ. восстановленный из отработанного напитка. Однако значительная часть ГВЛ оставался неизвлекаемым в остатке, который представлял собой очень вязкую жидкость со сложным фазовым поведением. Восстановление путем осаждения лигнина в сочетании с жидким CO 2 экстракция может восстановить больше более 85 % ГВЛ и 90 % лигнина без образования каких-либо проблемных остатков как в процессе дистилляции. Остальные ГВЛ остались в рафинат, содержащий небольшое количество лигнина и других соединений, могут быть дополнительно обработаны, чтобы изолировать GVL и улучшить восстановление ставка.

1. Введение

рост населения с увеличением спроса на энергию и материалы истощает невозобновляемые, ограниченные и необеспеченные запасы ископаемого топлива сырье. Такой кризис инициировал поиск альтернативных возобновляемые ресурсы, где была обнаружена лигноцеллюлозная биомасса как видный кандидат на замену сырой нефти и природного газа для производства химикатов, материалов и топлива. 1,2 Наиболее распространенной и важной биомассой является древесина, которая является природным композит, состоящий в основном из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. 3 Обработка и переработка древесины в изделия происходит на биоперерабатывающем заводе, который аналогичен нефтеперерабатывающему заводу, его ископаемый аналог. Основой биоперерабатывающего завода является процесс варки целлюлозы. среди которых на протяжении нескольких десятилетий преобладала крафт-целлюлоза, из-за качества целлюлозы, высокой скорости химического извлечения и прочности в сторону сырья. 4 Производство крафт-целлюлозы в настоящее время незаменим в производстве целлюлозы для бумаги; тем не мение, производство растворимой целлюлозы, которое является вторым по распространенности целлюлозы, с помощью этого метода сталкивается с несколькими недостатками, такими как необходимость дополнительной стадии предварительного гидролиза, низкий выход, сложность использования гемицеллюлозы и проблемное осаждение лигнина. 5−9 Традиционный источник древесной растворимой целлюлозы для производства вискозных волокон путем варки кислой сульфитной целлюлозы еще более загрязняет окружающую среду и менее привлекательным из-за сложного и неполного восстановления варочные химикаты. 10−12 Эти технические и экологические вопросы стали движущей силой внедрения органических растворителей в качестве альтернативы методы варки, среди которых основными представителями являются ALCELL (этанол–вода), 13 MILOX (муравьиная кислота-надмуравьиная кислота), 14 SEW (SO 2 –этанол–вода), 15 и Чистое фракционирование (метилизобутилкетон (МЭК)–этанол–вода). 16 Кроме ALCELL и SEW, которые в настоящее время работают в экспериментальном масштабе большинство существующих процессов органосольвентного фракционирования все еще находятся на ранних стадиях со своими недостатками, в частности в отношении качества целлюлозы и извлечения растворителя, которые предотвращают их от выхода на полномасштабную коммерциализацию.

В качестве взноса в рамках органосольвентных технологий мы ранее представила новую концепцию биоперерабатывающего завода, где Eucalyptus globulus ( E. globulus ) может быть фракционирован в водном растворе γ-валеролактона (ГВЛ) при повышенных температуры на один шаг в ее главные компоненты, а именно, целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин надлежащего качества. 17 Основной химикат для варки целлюлозы, ГВЛ, зеленый растворитель нетоксичен, водорастворим, зеотропен при смешивании с водой, и нелетучий (давление паров 0,44 мбар при 25 °C), дополнительно иметь низкую температуру плавления (-31 ° C) и высокую температуру кипения точка (207°С). 18,19 Узнаваемый запах ГВЛ позволяет легко обнаружить утечку или разлив, и, что более важно, ГВЛ является стабильным химическим веществом, не подверженным разложению и окисление при комнатной температуре и атмосферном давлении, что делает его безопасное вещество для крупномасштабного хранения, транспортировки и др. Приложения. 20 Полученная фракция пульпы от фракционирования ГВЛ/вода характеризовался высоким выходом, высокая чистота целлюлозы и высокая отбеливаемость. И отбеленные, и небеленая целлюлоза легко превращалась в регенерированную целлюлозу. волокна для текстильных изделий 17 или переработанные к нанофибриллированной целлюлозе. 21 Отработанный раствор содержал растворитель фракционирования, фрагментированный лигнин, извлекаемый гемицеллюлозы и продукты их разложения, такие как фурановые соединения (фурфурол и 5-гидроксиметилфурфурол), органические кислоты (например,г., муравьиный кислоты, уксусная кислота, левулиновая кислота) и гумины. Эффективная изоляция извлеченных компонентов древесины и количественное извлечение органический растворитель являются критическими целями, которые определяют осуществимость процесса фракционирования.

Перегонка, как правило, предпочтительный метод извлечения летучих соединения, такие как этанол 22,23 или муравьиная кислота. 24 Однако низкая волатильность GVL, которая предлагает несколько преимуществ на этапе варки, становится препятствием для восстановление дистилляцией, так как вода должна быть почти полностью выпарена до удаления ГВЛ из отработанного щелока, в результате чего возникает помпаж в энергопотреблении.Поэтому следует рассмотреть альтернативные методы. Лютербахер и др. в своих новаторских работах предположили, что ГВЛ может эффективно перерабатываться из щелока фракционирования биомассы жидкостью CO 2 извлечение. 25,26 Наше параллельное исследование на термодинамику и фазовое поведение тройной системы ГВЛ–СО 2 –вода подтвердили сродство ГВЛ к фазе CO 2 над водной фазой при комнатной температуре и высокое давление. 27 Эти две разлуки методы служили основными методами наших схем восстановления.

В нашей предыдущей работе были проведены эксперименты по фракционированию ГВЖ/воды. проводится в избыточном количестве растворителя (щелок в древесину (L:W) соотношение 10 л/кг), 17 , что нецелесообразно, в отношении процесса восстановления растворителя. Поэтому, прежде чем исследовать извлечения ГВЛ мы оптимизировали параметры фракционирования, с акцент на минимизации отношения L:W при сохранении качества вискозы качество растворимой целлюлозы для производства текстильных волокон. То затем отработанный щелок, полученный в результате одного оптимизированного эксперимента по варке целлюлозы, подвергают извлечению растворителя с использованием как перегонки при пониженном давлении, и жидкий CO 2 экстракция.В этой работе акцент делался ставится на восстановление основных компонентов с более высокой встречаемостью в отработанном растворе, а именно ГВЛ, воде и лигнине, а очистка и отделение второстепенных веществ, таких как углеводы, фурановые соединения и органические кислоты не учитывались.

2. Экспериментальный Раздел

2.1. Материалы

Древесная щепа E. globulus поставлена ​​компанией ENCE, Испания. Чипы были проверены по методу СКАН-СМ 40:01 и хранили при -20 °С.Часть щепы сушили на воздухе, а затем измельчали ​​в опилки на машине Wiley. мельница (Arthur H. Thomas Co., модель № 2 с размером отверстия грохота 0,5 мм). Были собраны только древесные частицы размером менее 125 мкм. Установленный химический состав древесины: глюкоза 44,1%, 15,2% ксилозы, 3,1% других сахаров, 28,1% лигнина и 1,3% экстрактивных веществ. Для фракционирования ГВЛ/воды использовались как древесная щепа, так и опилки. эксперименты. GVL был поставлен Sigma-Aldrich с ≥98 мас.% чистоты. Чистая вода была произведена на месте с помощью Millipore. Система ультрафиолетовой (УФ) очистки Synergy (удельное сопротивление воды 18.2 МОм·см). CO 2 был приобретен у AGA в жидком виде. состоянии и хранился в стальном цилиндре при ~56 бар и 20 °С.

2.2. ГВЛ/Вода Фракционирование

Фракционирование древесной щепы с различным соотношением Ж:В от 2 л/кг до 10 л/кг проводили в автоклавах объемом 2,5 л, нагреваемых на воздушной бане. реактор (модель Haato-tuote 16140-538). Температура реакции была 180 °С, время пребывания 150 мин, содержание ГВЛ в щелок составлял 50 мас.%. Температура варки и концентрация ГВЛ был выбран на основе оптимизации для некатализируемого производства растворения целлюлозы в нашей предыдущей работе. 17 Было исследовано влияние времени фракционирования при сниженном соотношении Ж:Ж в меньшем масштабе, чтобы сэкономить на ГВЛ. Эксперименты были проводят в автоклавах объемом 225 мл, нагреваемых в реакторе с силиконовой ванной. (Хаато-туоте, модель 43427). Температура реакции и содержание ГВЛ в растворе составляли 180 °С и 50 мас. % соответственно. Л:В был либо 3, либо 4 л/кг, а время пребывания варьировалось от 90 до 150 мин. мин. Проникновение варочного раствора в древесную ячеистую структуру структура была облегчена стадией пропитки при 120 ° C в течение 60 мин.Реакцию гасили погружением автоклавов в воду. в прохладной воде. Температурные профили фракционирования в масляной ванне реакторы с воздушными ваннами представлены во вспомогательной информации (SI Раздел 1). Мякоть и сырой отработанный щелок были затем отделяют с помощью нейлонового фильтрующего мешка. Мякоть промывали Раствор ГВЛ 50 мас. % с соотношением Ж:Ж, аналогичным соотношению фракционирование. Эффективное соотношение L:W, полученное в результате комбинированного количество фракционирующей и промывочной жидкостей составляло 6 или 8 л/кг.То промывной раствор ГВЛ объединяли с сырцовой отработанной жидкостью, и это жидкость упоминается как «отработанный ликер» на протяжении всего этого бумага. Промытую растворителем пульпу подвергали окончательной промывке с горячей (около 80 °C) водой до тех пор, пока фильтрат не станет прозрачным. То отработанный раствор и промывочная вода собирались для последующего анализа. Полностью промытую пульпу просеивали на настольном грохоте (G.A. Serlachius А.Б., модель 16140-567, с размером ячеек 0,35 мм) для определения количество отказов.Выход пульпы определяли гравиметрически.

Возможность вторичной переработки ГВЛ, извлеченных из отработанного щелока жидким CO 2 , как описано в разделе 2. 3.3, был протестирован путем фракционирования опилок E. globulus в 30 мл флаконах, нагретых в микроволновой печи. реактор (Антон Паар, модель Monowave 300). Три последовательных фракционирования циклы были исследованы с помощью протокола, показанного во вспомогательной информации (SI Раздел 2). Свежий В первом цикле использовали ГВЛ. Для каждого испытания 1.5 г вяленого опилки фракционировали в растворе ГВЛ 50 мас. % с Ж:Ж = 10 л/кг. Реакционную смесь нагревали до 180°С, выдерживали при этой температуре. в течение 120 мин, а затем охлаждали сжатым воздухом до 55 °С. То пульпу и неочищенный отработанный щелок разделяли стеклянным тиглем Robu. (пористость 4). Промывку пульпы проводили по тому же протоколу, что и в испытаниях по фракционированию древесной щепы. Пульпу сушили в печи при 105 °С и выход определяли гравиметрически. Отработанный ликер и промывочная вода была собрана для последующего анализа.

2.3. Восстановление ГВЛ из отработанной воды

2.3.1. лигнин Выделение из отработанного раствора

Лигнин осажден из ГВЛ/вода фракционирование отработанного щелока добавлением воды (соотношение воды к отработанному щелоку 0,5:1 или 1:1). Суспензию центрифугировали при относительной центробежной сила 3000 г за 30 мин. Осажденный лигнин собирали и трижды промывали водой (каждый раз такое же количество, как и исходный отработанный раствор), с последующим ультразвуковым лечение 15 мин.Промытый лигнин измельчали ​​до более мелких частиц. и сушили при 40°С под давлением ~100 мбар в течение минимум за 8 ч до последующих анализов.

2.3.2. Дистилляция при пониженном давлении
2.3.2.1. Оборудование

Перегонный аппарат периодического действия Система состояла из ребойлера, ректификационной колонны, конденсатора, и вакуумный насос. Ребойлер представляет собой круглодонный рекуператор Lenz объемом 0,5 л. двугорлую колбу, электронагреватель Pilz 320 Вт и IKAMAG Магнитная мешалка РЭК-Г.Температура ребойлера и отсека непосредственно под конденсатором были измерены датчики температуры Pt100. Колонка Vigreux (NORMAG) была покрыта серебром и помещена в вакуумную рубашку. с мехами. Эффективная длина и диаметр колонны составляли 1050 мм. и 25 мм соответственно. Конденсатор охлаждался небольшим потоком водопроводной воды при температуре ~15°С. Скорость рефлюкса управлялся электромагнитным разделителем жидкости. (НОРМАГ). Дистилляционная колонна была откачана с помощью модели Эдвардса. Вакуумный насос RV3, оснащенный измерителем давления Keller LEO2, жидкостный азотная ловушка и клапан для выпуска воздуха для регулировки уровня вакуума.Измеритель давления Keller был откалиброван по полю Beamex MC2-PE. калибратор.

2.3.2.2. Операция

Перед перегонкой лигнин осаждали из отработанного раствора, как описано в разделе 2.3.1. Разбавленный обедненный лигнином отработанный щелок подавали в круглодонную колбу ребойлер и перемешивается с помощью магнитного стержня с тефлоновым покрытием. После ректификационную колонну герметизировали, начинали нагрев и перемешивание. Как только температура отработанного щелока достигает ~40°С, колонку вакуумировали и постепенно повышали уровень вакуума. для предотвращения внезапного вспыхивания жидкости при достижении ее кипения точка. Когда началось кипение, давление доводили до ~240 мбар для выпаривания водной фракции отработанного щелока. Система работала в режиме полной флегмы до тех пор, пока внутренняя часть колонки не часть нагревалась, пар достигал конденсатора, и температура колонны и ребойлера стабилизировались на ~60–65 °С. Затем начинали кипячение с флегмовым числом R d = 1. Температура ребойлера постепенно повышалась, из-за повышения температуры кипения, соответствующего увеличению Массовая доля ГВЛ в оставшемся отработанном растворе после удаления воды.Когда большая часть воды была удалена из отработанного щелока, ребойлер резко повысилась температура. Однако только 80–85 % исходное количество воды в сырье для дистилляции было удалено из отработанный раствор на этом этапе, чтобы минимизировать сбор ГВЛ в дистилляте. Затем перегонку снова переключили на общую режим рефлюкса, и выпускной клапан постепенно закрывали до тех пор, пока был достигнут максимальный уровень вакуума. Система дистилляции стабилизировалась при ~7 мбар и 75–80 °С. После водного дистиллята был собран, флегма ( R d = 1) была возобновлено.Удаление ГВЛ увеличило концентрацию лигнина в оставшийся ликер; поэтому температура ребойлера постепенно повышалась. Перегонку прекращают, когда температура ребойлера резко выросли. Нагрев, дефлегмацию и вакуумирование колонны выключили. выключали и собирали органический дистиллят (GVL). Колонна была промывают ацетоном для переноса дистиллята, оставшегося на колонке внутренняя часть к ребойлеру. Жидкость в ребойлере осталась пока не испарится весь промывочный ацетон.Оставшаяся жидкость была называют остатком перегонки. Перегонка отработанного ликвор может быть как одно-, так и двухэтапной операцией. Восстановление ГВЛ схемы вакуумной перегонки проиллюстрированы во вспомогательной информации (SI Раздел 3).

2.3.3. Экстракция жидким CO
2
2.3.3.1. Оборудование

Полупериодическая экстракция система была построена на основе фазового поведения высокого давления JERFI сапфировая ячейка от DB Robinson Design & Manufacturing. Добыча колонка состояла из сапфировой трубки размерами 152,5 мм (длина), 25,35 мм (внутренний диаметр) и 38,10 мм (внешний диаметр), что был прикреплен между двумя верхней и нижней крышками из нержавеющей стали, расстояние фиксировалось стяжками. Сальниковая набивка изготовлена ​​из усиленный графитом политетрафторэтилен (ПТФЭ) и затянутый между зажимы сальника, верхняя крышка и нижняя крышка сапфирового клетка. Температура системы регулировалась воздушной баней, оборудованной с нагнетателем и блоком труб теплообменника воздух-вода.Вода внутри блока труб термостатировали с помощью холодильного агрегата LAUDA E200. циркулятор. Температуру воздушной бани и водяного циркулятора контролировали. с датчиками температуры Pt100, подключенными к NOKEVAL модели RMD680 8-канальный передатчик с универсальным входом. Нет смесительного механизма. был установлен.

Отработанный раствор подавали в колонну через линия подачи, подсоединенная к верхней крышке. CO 2 подавали в экстракционная колонка с термостатируемым шприцевым насосом Teledyne ISCO 500D при 10°С. Линия подачи была оборудована клапанами Swagelok для промывка линии и подача CO 2 в сапфировую ячейку. Подача СО 2 осуществлялась либо через нижний или верхняя крышка. Подача отработанного щелока и CO 2 контролировалась с помощью трехходового клапана. Дисперсия CO 2 при кормлении через нижнюю крышку облегчался капиллярный распределитель из шести металлических капилляров диаметром 28 и длиной 75 мм (Гамильтон). впаян в 1 / 8 дюймов.трубка. Для извлечения коллекции, верхняя крышка экстракционной ячейки была оснащена выпускной линией 1 / 4 дюймов, соединенной со специально изготовленным Регулятор обратного давления серии Equilibar B6R с защитой от засорения в в котором давление в куполе герметизировалось азотом и контролировалось с помощью редукционного регулятора серии 3000. Регулятор давления сливали вытяжку в воронку, откуда местная вентиляция эвакуировала CO 2 из лаборатории, а жидкий экстракт был собран. Сапфировая трубка и предохранительный клапан были испытаны до 15,0 МПа для утечек с деионизированной водой под давлением перед любыми экспериментами. Экстракционная ячейка была соединена с пропорциональным датчиком высокого давления Swagelok. предохранительный клапан отрегулирован на 10,3 МПа для защиты от аномальных повышение давления. Схема блока извлечения представлена ​​во вспомогательной информации (SI Раздел 4).

2.3.3.2. Операция

CO 2 была загружается из газового баллона AGA при комнатной температуре в насос ISCO а затем сжимается до 70 бар.Регулятор давления Equilibar B6R был установлен на 75 бар. Отработанный раствор загружали в экстракцию. колонку впрыскиванием пластиковым шприцем до уровня жидкости составлял ∼50–60 % сапфировой трубки (ок. 30–40 г выпитого спиртного). В начале экстракции подачу СО 2 осуществляли через верхнюю крышку сапфировой трубки в течение безопасное опрессовывание системы, предотвращающее выстрел израсходованного щелок в линию выхода экстракта путем интенсивного испарения жидкого CO 2 . Когда уровень жидкости внутри колонны (отработанный щелок и СО 2 ) составляла ~80%, подача сверху была прекращена. и заменяется подачей снизу через капилляры. При заполнении экстракционной колонны поток CO 2 была ограничена до 10 мл/мин. Когда давление внутри экстракции колонка, уравновешенная с насосом ISCO, т. е. 70 бар, Насос ISCO был настроен на режим постоянного потока 2 мл/мин. Постоянная ввод CO 2 в колонку постепенно увеличивал давление до 75 бар, при котором клапан Equilibar B6R был принудительно открыт, для выхода экстракта на линию выхода.Для всех экспериментов использовали массовое соотношение отработанный раствор/CO 2 1:4. Извлечение обычно длился около 90–120 мин. После извлечения, насос ISCO был остановлен, давление в куполе регулятора давления постепенно высвобождается для безопасного испарения оставшегося жидкого CO 2 внутри колонны. После перепрошивки экстракт собирали сверху, а рафинат собирали снизу экстракционная колонна. При необходимости рафинат может быть подвергнут центрифугирование при 3000 g в течение 30 мин для осаждения суспендированного лигнина частицы.Осажденный лигнин, отложенный на внутренней стенке экстракционную колонку промывали ацетоном. Раствор лигнина оставляли до тех пор, пока не испарится весь ацетон и не выпадет осадок лигнина. был собран. Всю систему интенсивно промывал ацетоном чтобы очистить все трубки верхней выходной линии от оставшегося экстракт жидкий. Моющая жидкость была собрана и оставлена ​​до полного ацетон испарился. Оставшаяся жидкость упоминалась как экстракция. остаток. Перед экстракцией отработанный раствор можно предварительно обработать. например, путем осаждения лигнина, как описано в разделе 2.3.1 или по удаление воды вакуумной перегонкой или их комбинацией. То Схемы извлечения ГВЛ экстракцией жидким СО 2 проиллюстрированы во вспомогательной информации (раздел 4 СИ).

2.4. Анализы целлюлозы, лигнина, и жидкие пробы

В этом разделе представлен обзор процедуры анализа для твердые и жидкие образцы. Подробные описания методов представлены во вспомогательной информации (SI Раздел 5).

Содержание углеводов в мякоти и Образцы осажденного лигнина анализировали высокоэффективным анионообменным методом. хроматография (HPAEC) в соответствии со стандартом NREL/TP-510-42618.Кислотонерастворимый лигнин в пульпе определяли гравиметрически, в то время как кислоторастворимый лигнин в пульпе определяли количественно путем измерения поглощение при 25 °C на длине волны 205 нм (с использованием Shimadzu Спектрофотометр модели УФ-2550). Коэффициент экстинкции 148 л/(г см) использовали для количественного определения ASL. 17 Пульпы анализировали на характеристическую вязкость в соответствии с стандарт SCAN-CM 15:88. Молекулярно-массовые распределения, среднечисловая молекулярная масса ( M n ), и средневесовые молекулярные массы ( M w ) осажденного лигнина и лигнина, оставшегося в остатке вакуумной перегонки определяли гель-проникающей хроматографией (ГПК).

Содержание углеводов и лигнина в жидких пробах мы проанализированы в соответствии со стандартом NREL/TP-510-42623. лигнин содержание в отработанных и промывных растворах определяли ультрафиолетово-видимым световая (УФ-видимая) спектрофотометрия (Shimadzu, модель UV-2550) при 25 °C путем разбавления в этаноле 50 мас. % и измерения поглощения на длине волны 205 нм, с коэффициентом экстинкции 148 л/(г·см). Контент фурановых соединений и органических кислот в жидких пробах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).ГВЛ/масса воды соотношение в жидких пробах определяли методом газовой хроматографии (ГХ).

3. Результаты и обсуждение

3.1.

E. globulus Древесная фракция при уменьшенном соотношении L:W

Влияние соотношения L:W на удаление основных компонентов древесины, а именно целлюлозы, гемицеллюлоз, и лигнина, во время фракционирования показано на рис. Древесина не была извлечена перед фракционированием испытаний и, следовательно, небольшое количество экстрактивных веществ (∼1,3%) в исходный материал может выглядеть как лигнин в анализе ASL с помощью УФ-излучения. спектрометрия.

Влияние отношения L:W на удаление древесины эвкалипта чип компонентов и характеристической вязкости пульпы. Фракционирование испытания проводились в 50 мас.% растворе ГВЛ, при 180 °С, в течение 150 мин и при различных соотношениях Ж:В от 2 л/кг до 10 л/кг в варочный котел с воздушной баней. [Примечание: аббревиатура odw обозначает высушенные в духовке древесина]

Без брака (сырая древесина) был обнаружен для любого из испытания фракционирования, что согласуется с нашей предыдущей работой. 17 Результаты указывают на одинаковую степень делигнификации и удаление гемицеллюлозы при снижении соотношения Ж:Ж.Целлюлоза выход был относительно хорошо сохранен, составляя ~ 91–96% исходной целлюлозы в древесине. Небольшие потери можно отнести к низкокристаллической, низкомолекулярной фракции целлюлозы. То Снижение L:W оказывает наиболее выраженное влияние на степень полимеризации целлюлозы пульпы. Характеристическая вязкость пульпы постепенно снижалась. от примерно 640 мл/г при Ж:Ж = 10 л/кг до 531 мл/г при Ж:Ж = 4 л/кг; после этой точки вязкость еще больше упала до 390 мл/г в соотношении L:W. = 2 л/кг. Это явление можно объяснить усиленным гидролитическим активность, соответствующая повышенной кислотности фракционирования среде, когда аналогичное количество органической кислот образовалось 28,29 в меньшем количестве жидкости.Эта гипотеза была частично подтверждена рН отработанных растворов, как показано в таблице 1. Одновременно увеличение ионной силы объемного раствора может увеличить протонную активность в клеточной стенке из-за эффекта Доннана. равновесие. 30 Высшая гидролитическая активность варочного раствора также было продемонстрировано снижением содержание гемицеллюлозы в пульпе.

Таблица 1

Характеристика пульпы и рН Отработанный раствор фракции E. globulus древесной щепы Опыты в растворе ГВЛ 50 мас. % при 180 °С, в течение 150 мин с Различающиеся L: W соотношения в пищевой бане

9 Выход A (% ODW) (% ODP) (% ODP) C (% ODP) (% ODP) D (% ODP) 9 Lignin (% ODP)
Твердая фракция (пульпа)
L: W Соответствие (L / KG) Целлюлоза B (% ODP) Вязкость (ML / G) ликер рН
10 48. 8 90,8 5,1 1,2 2,9 640 3,68
8 48,4 91,2 5,0 1,3 2,5 597 3,66
6 47.2 91.0257 91.0 91. 0 5.0 1.2 2.5 556 556 353
4 47.2 91.8 4,6 1.1 2,5 531 3,45
3 46,3 91,4 4,4 1,0 3,2 517 3,06
2 45,5 92,0 4. 0 0,8 3,2 390 2,99

Как показано в таблице 1, L:W можно уменьшить до 3 л/кг без ухудшения свойств целлюлозы требуется для его преобразования в регенерированные целлюлозные волокна, для например, вискозный процесс 31 или IONCELL-F процесса, 32 с высоким содержанием целлюлозы (>90%) и подходящей характеристической вязкостью (400–600 мл/г) после отбеливание.Дальнейшее снижение L:W значительно ухудшило состояние пульпы. характеристики.

Соотношение L:W 3 и 4 л/кг экономически целесообразно для масштабирования процесс. Следовательно, влияние времени фракционирования на пульпу качество при этих двух соотношениях L:W было дополнительно исследовано, и результаты сведены в Таблицу 2. Показаны подробные массовые балансы этих экспериментов. во вспомогательной информации (раздел 6 SI).

Таблица 2

Свойства целлюлозы, полученной из Фракция Е.globulus Древесная щепа в 50 мас. % Раствор ГВЛ при 180 °С, в течение 90–150 мин при Ж:Ж = 3 или 4 л / кг в ванне нефтяной ванны


0 9 Образец A 0 9 Выход B (% ODW) 0 9 C5 D (% ODP) (% ODP) (% ODP) (% ODP) 846
Celluleose C (% ODP) (% ODP) Lignin (% ODP) Вязкость (мл / г)
4-90 50. 7 87,5 6,6 1,6 4,4
4-120 48,8 88,5 6,2 1,6 3,7 769
4-150 47,1 90,4 5,3 1,5 2,8 562
3-90 48,9 88,1 5,9 1,7 4,3 773
3-120 47. 0 89,1 5,3 1,6 4,1 597
3-150 45,6 89,8 5,6 1,2 3,4 493

Все шесть целлюлоза, представленная в Таблице 2, потенциально может быть переработана в регенерированную целлюлозные волокна. Мякоть 4-150 и 3-150, с высоким содержанием целлюлозы и надлежащая характеристическая вязкость, может быть непосредственно преобразована в текстильную волокна с помощью процесса IONCELL-F без дополнительной очистки. Мякоть 3-120 может быть переработан в волокно после короткой выдержки без элементарного хлора. (ECF) последовательность отбеливания D 0 -Ep-P, аналогичная нашей предыдущей work, 17 , которые обычно отбеливают целлюлозу до более чем 90% яркости ISO при снижении характеристической вязкости ~100 мл/г. Другие три пульпы с более высокой характеристической вязкостью (образцы 4-90, 4-120 и 3-90) можно обрабатывать раствором, не содержащим общего хлора. (TCF) отбеливание, например, кислородной делигнификации с последующей отбеливанием озоном и щелочной экстракцией до полной белизны.То лучше сохранившаяся целлюлозная цепь и немного более высокая гемицеллюлоза содержание в пульпе может компенсировать недостаток лигнина/углеводов селективность по кислороду и озону по сравнению с хлорсодержащими отбеливающие химикаты. Отбеленная TCF целлюлоза должна быть марки вискозы.

Среди шести вышеупомянутых экспериментов ни один из состояние оптимальное. L:W = 4 л/кг обычно обеспечивает лучшую доставку выход и качество целлюлозы, но переработка ГВЛ будет более затратной. Более высокое время фракционирования обеспечивает несколько лучшую делигнификацию и удаление гемицеллюлозы за счет некоторой потери целлюлозы (см. вспомогательную информацию (SI Раздел 6)).Выбор параметров варки, особенно времени варки, L:W и, возможно, поэтому технология отбеливания должна рассматриваться в условия каждого целлюлозного завода (например, стоимость коммунальных услуг, экологические законодательство, экономическая среда, ассортимент продукции, цена и качество регенерированных целлюлозных волокон).

В этой работе мы продолжили с восстановлением ГВЛ из отработанного щелок, полученный при фракционировании древесины в 50% масс. ГВЛ, 180 °C, 150 мин и L:W = 4 л/кг.Это условия, гипотетический биоперерабатывающий завод, где основным продуктом является небеленое растворение целлюлоза легко преобразуется в текстильные волокна, содержащие лигнин. Процесс IONCELL-F. Отработанный раствор от этого фракционирования составил из (по массе) 47,07% ГВЛ, 47,27% воды, 3,73% лигнина, 0,65% углеводов (как в мономерной, так и в олигомерной форме), 0,57% фурановых соединений и 0,71% органических кислот. Сумма отдельных компонентов нормирована до 100%; неидентифицированные вещества, такие как гумины, считались второстепенными и поэтому не учитываются.

3.2. Восстановление ГВЛ перегонкой при пониженном давлении

3.2.1. Одноэтапный Дистилляция (схема восстановления 1)

Первая половина представляет массовый баланс репрезентативного эксперимента для извлечения ГВЛ из отработанного щелока осаждением лигнина с последующей перегонкой при пониженном давлении (схема восстановления 1). Массовый баланс не идеален; потери ~5% от общий ввод, который можно объяснить погрузочно-разгрузочными работами и эксплуатацией потери и аналитические ошибки.

Технологическая схема двухступенчатой ​​вакуумной перегонки выпитого спиртного для восстановления ГВЛ (схема восстановления 2), показывающая распределение основные компоненты в потоки продукта. Массовый баланс из расчета на 100 г отработанного напитка. Массовый баланс одноступенчатого вакуума перегонка (схема восстановления 1) также входит в первую половину диаграммы, перед вторым осаждением лигнина добавлением воды.

Наличие ГВЛ в водной дистиллят, полученный из совместное испарение ГВЛ с водой, было неизбежным при наших существующих инструменты.Это явление может быть ограничено тремя различными подходами. Во-первых, можно изменить насадку колонки, чтобы увеличить количество этапы разделения; однако такие инвестиции были невозможны в нашем кейс. Во-вторых, чистоту водного дистиллята можно повысить за счет чередуя параметр дистилляции, например, увеличивая давление или флегмовое число, которые, в свою очередь, удлиняют перегонку, в обоих случаях, что приводит к более энергоемкому процессу. Третий выбор состоит в том, чтобы прекратить дистилляцию воды до того, как селективность отказывается.Последний был использован в этой работе, так как фракционирование требуется только 50% раствор ГВЛ; следовательно, вода делает не нужно перегонять до конца на первом этапе, а присутствие некоторого количества воды в органическом дистилляте допустимо.

Эта схема может восстановить ∼86% GVL, из которых 4% было собирают в водный дистиллят. В осадке перед перегонкой ~47% лигнина в отработанном щелоке было извлечено с высокой степенью чистоты. (>90%). Увеличение отношения воды к отработанному раствору до 1:1 может улучшать выделение лигнина до ~67–75% лигнина в отработанных щелока, за счет экономии энергии процесса в последующем этап удаления воды.Более 7% от исходного израсходованного спиртного, большинство из которых состояли из ГВЛ и лигнина, была неизвлекаемой в виде остатка перегонки. Остаток представляет собой высоковязкий раствор лигнина. в ГВЛ со сложным фазовым поведением, как показано в наших предыдущих учиться. 33 Поскольку остаток не может быть надежно анализировали, его состав рассчитывали исходя из баланса масс лигнина, углеводов, фурановых соединений и органических кислот; в остальное предполагалось как GVL. Наличие лигнина в высокой концентрации (ок.25 мас. %), еще больше снижало летучесть ГВЛ. Следовательно температура ребойлера резко возросла, и, таким образом, дистилляция должна прекращать до полного испарения жидкости в ребойлере по соображениям безопасности. Выделение лигнина и извлечение ГВЛ могут быть улучшен за счет переноса осаждения и перегонки на другой цикл (схема восстановления 2).

3.2.2. Двухступенчатая дистилляция (Схема восстановления 2)

Введение в последовательный цикл перегонки слегка улучшили извлечение ВП (с 86% до 90%), при этом почти удвоив удаление лигнина из отработанного щелока (от 47% до 93%), как показано в .Секунда осаждение выделило фракцию лигнина с более низкой молекулярной массой (см. вспомогательную информацию (SI, раздел 7)), которые оставались растворимыми в первом цикле. Высокая концентрация ГВЛ (около 80 мас. %) в органическом дистилляте с первой ступени допускается дистиллят второй перегонки собирается всего за одна дробь. Дистиллят, полученный на последней стадии, может быть объединен. с органическим дистиллятом с предыдущей стадии до 55% масс. раствора ГВЛ, которого достаточно для процесса варки.

Однако, в нашем эксперименте ∼7% ГВЛ оставались невосстановимыми в остаток, возникший из-за двух технических ограничений. Первый, из-за присутствия нелетучих соединений, таких как лигнин и углеводов в ребойлере должно было остаться некоторое количество ГВЛ там по вопросам безопасности. Полное испарение ГВЛ приведет к перегреву, которые могут повредить оборудование. Во-вторых, в конце периодической дистилляции процесса некоторое количество ГВЛ осталось на внутренней стенке колонны и упаковки и, следовательно, был промыт обратно в ребойлер и объединен с остатком (как описано в разделе 2.3.2). Такая потеря ГВЛ могла быть предотвращается изменением процедуры промывки колонки (ацетоном), чтобы промывной раствор собирали как отдельную фракцию, а не объединения с остатком. После испарения ацетона из промывочного раствора оставшаяся жидкость была бы почти чистой ГВЛ и может быть объединен с органическим дистиллятом, улучшая тем самым общий коэффициент извлечения УГЛ примерно на 2–4 %.

ГВЛ эффективность удаления уже снизилась при второй перегонке цикл (см. ).Расширение до третьего или даже четвертого этапа несколько улучшить извлечение лигнина и ГВЛ, за счет энергии для дистилляция количества воды, добавленной на стадии осаждения лигнина. Даже при оптимизированном процессе дистилляции наличие дистилляционного остаток неизбежен, что требует более сложной обработки для удалить лигнин и нелетучие углеводы для восстановления GVL. Ультра/нанофильтрация 34 или абсорбция активированным углем. 35 Кроме того, из-за низкой молекулярной массы лигнина, оставшегося в остатке (см. вспомогательную информацию (SI Раздел 7)), один из подходов может деполимеризация лигнина путем гидротермолиза в бионефть, 36 в сочетании с гидролизом углеводов и дегидратация до фурановых соединений. 37 Полученная жидкость может быть подвергнута дальнейшей перегонке на компоненты. Жизнеспособность и потребность в энергии для такого подхода могут быть интересная тема исследования.

3.2.3. Предварительный Конструкция установки непрерывной дистилляции Процесс

Основываясь на опыте периодической перегонки, мы предлагаем непрерывный процесс вакуумной дистилляции для извлечения ГВЛ (видеть ). в отличие периодическая дистилляция, при которой отработанный щелок подается в ребойлер, точка подачи находится в середине колонны в непрерывном процессе. Следовательно, наличие лигнина в ректификационной колонне обязательно. избежать, что реализуется за счет включения предварительного выпаривания отработанного щелока сцена. Ожидается, что стандартная конструкция испарителя черного щелока будет подходит для такого применения. Паровая фракция, содержащая ГВЛ, вода, фурановые соединения и органические кислоты, поступает на дистилляцию колонка для дальнейшего разделения. Часть ГВЛ остается в остатке, вместе с другими нелетучими соединениями, такими как лигнин, углеводы, и гумины.Лигнин и гумины можно разделить добавлением вода. Оставшаяся обедненная лигнином разбавленная жидкость возвращается в испаритель. Рециркулируемая жидкость и потоки продукта могут потребовать дальнейшая очистка, например, путем фильтрации или абсорбции. возможное накопление растворенных соединений в рециркулируемой жидкости должно также быть исследованы. Предварительная энергетическая оценка непрерывного процесс дистилляции представлен в разделе 3.4.

Предлагаемая схема регенерации ГВЛ с помощью непрерывного вакуума дистилляция.

3.3. Восстановление ГВЛ жидким CO

2 Экстракция
3.3.1. Добыча выпитого спиртного после частичного Удаление лигнина (Схема восстановления 3)

Перед экстракцией ~65% лигнина осаждается из отработанного щелока с высокой чистоты за счет разбавления массовым отношением воды к отработанному раствору 1:1. Оставшийся разбавленный обедненный лигнином отработанный щелок с концентрацией ГВЛ около 25 мас. % экстрагировали жидким СО -2- (см. ). Большая часть ГВЛ и фурановые соединения в исходной отработанной жидкости были собраны в экстракте, а остальные остались в рафинате.Оценка удаление ГВЛ из отработанного раствора уменьшалось по мере экстрагирования, поскольку коэффициент распределения приближался к единице при малой концентрации ГВЛ. 27 Кроме того, отсутствие смесительного механизма в наша система жестко ограничивала массоперенос ГВЛ в фазу СО 2 . Оба явления привели к высокому остаточному показателю GVL. (~10%) в рафинате, даже при избыточной дозировке CO 2 . Взвешенные частицы лигнина отделяли от рафината седиментацией. и центрифугирование.Эта фракция лигнина была более фрагментирована, чем тот, который осажден добавлением воды (см. вспомогательную информацию (SI, раздел 7)). О Осталось 14% исходного лигнина с еще более низкой молекулярной массой. растворяется в рафинате. Более совершенные методы удаления лигнина, таких как ультрафильтрация или адсорбция, необходимы перед дальнейшим переработка рафината для повышения ценности извлеченных углеводов и продукты их распада. Примечательно, что, в отличие от к остатку перегонки, который представлял собой высококонцентрированный лигнин раствор в ГВЛ со сложным поведением, остаток жидкий из извлечение представляло собой только жидкость, захваченную мертвым объемом трубопроводной системы и, таким образом, состояла только из ГВЛ и воды, что можно сочетать с экстрактом.Поэтому добыча более перспективна. чем перегонка для полного восстановления ГВЛ. Однако есть ок. 7-процентный разрыв ГВЛ в балансе массы, который может быть отнесен к потери при обработке, утечка CO 2 и ошибки анализа. То самым серьезным недостатком этой стратегии является особенно высокая расход экстрагента, из-за разбавления исходного отработанного ликер.

Технологическая схема извлечения отработанного щелока после частичного лигнина осадков для восстановления ГВЛ (схема восстановления 3), показывающая распределение основных компонентов в потоки продукции.Массовый баланс из расчета на 100 г отработанного напитка.

3.3.2. Извлечение оригинальной отработанной жидкости (Схема восстановления 4)

В этой схеме исходный отработанный раствор, с концентрацией ГВЛ ∼50 мас. %, экстрагировали без любая предварительная обработка. Около 87% ГВЛ, 60% фурановых соединений, и 20% органических кислот было восстановлено в экстракте и остатке, в то время как ~90% лигнина было собрано в виде одной фракции с приличной чистотой (см. ). Извлечение ГВЛ в этой схеме также не было полным, при этом в рафинате остается ~12% ВЖС.Похожий на по предыдущей схеме лигнинсодержащий рафинат необходимо очищать перед дальнейшими этапами разделения и валоризации. Лучший баланс GVL (около 98%) было получено для этой схемы восстановления, поскольку проблема, возникшая в разделе 3.3.1, была исправлена. Ликвидация лигнина этап осаждения за счет добавления воды значительно сокращается количество экстракционного сырья, что привело к экономии экстрагента 50% при сопоставимой эффективности разделения. Затем мы исследовали возможность дополнительной экономии CO 2 за счет частичного расхода воды Удаление перед экстракцией.

Технологическая схема извлечения отработанного щелока без какой-либо предварительной обработки для восстановления ГВЛ (схема восстановления 4), показывающая распределение основные компоненты в потоки продукта. Массовый баланс из расчета на 100 г отработанного напитка.

3.3.3. Извлечение отработанного спирта после частичной Удаление воды (Схема восстановления 5)

Вода испарялась при пониженное давление, в результате чего получается жидкость с ∼75% GVL (по массе) для добычи. К сожалению, более высокое содержание лигнина в концентрированном отработанный раствор усложнял процедуру экстракции. Удаление ГВЛ вызвал быстрое и неконтролируемое осаждение лигнина, создав липкий агломерат лигнина. Кроме того, активное взаимодействие с лигнин улавливал ГВЛ в рафинате и образовывал высоковязкую смесь с нежелательным равновесием твердое тело-жидкость-жидкость. 33 Наличие такой смеси усложняло процесс обработки и последующие анализы; поэтому надежная масса баланс поставить не удалось.

Этот метод восстановления определенно не подходит для промышленных масштабов, особенно для непрерывной работы, где липкий осадок лигнина может привести к образованию накипи и засорению трубопроводной системы.Однако уменьшение количества воды является экономически необходимым. Для достижения этой цели необходимо значительное количество Лигнин должен быть отделен до стадии экстракции.

3.3.4. Извлечение отработанного спирта после частичной Удаление лигнина и воды (Схема восстановления 6)

Это восстановление стратегия позволила дополнительно снизить потребление CO 2 , как показано в . Приблизительно 83% GVL может быть собрано в экстракте. и остатка, а количество неэкстрагированного ГВЛ в рафинате была снижена до 5%.Лигнин извлекался с высокой скоростью (около 91%) и высокой чистоты в двух фракциях с разной молекулярной массой (см. вспомогательную информацию (раздел 7 SI)). При предварительной обработке дистилляцией ∼10% GVL и ∼42% фурановые соединения удалялись вместе с водой, но это могло предотвратить путем оптимизации параметров дистилляции. В противном случае, дистиллят необходимо использовать для осаждения лигнина следующего партия отработанного щелока, посредством чего уловленный ГВЛ будет передан в следующий цикл, что может улучшить скорость восстановления GVL.Этот возможность должна быть подтверждена имитационной моделью процесса.

Блок-схема извлечения отработанного щелока после частичного лигнина осадки и испарения воды для восстановления ГВЛ (схема восстановления 6), показывающий распределение основных компонентов в продукте потоки. Массовый баланс рассчитан на 100 г отработанного щелока.

Обратите внимание, что фурановые соединения были склонны к извлечению вместе с ГВЛ (см. и ). Зеотропное поведение, 27 вместе со значительной разницей в температуры кипения компонентов (207 °С для ГВЛ, 161 °С для фурфурола и 115 °C для 5-гидроксиметилфурфурола). облегчить последующую очистку вакуумной перегонкой.Этот было бы преимуществом по сравнению с извлечением фурфурола из водный раствор, что потребует передовых подходов, таких как экстрактивная перегонка 38 или реактивная дистилляция. 39

3.4. Оценка предлагаемых схем восстановления

Из шесть схем восстановления, представленных в этой статье, только восстановление схемы 2, 4 и 6 продемонстрировали потенциал для дальнейшего развития и интегрированы в процесс производства целлюлозы ГВЛ. В целом экстракция жидким CO 2 продемонстрировала явное преимущество перед вакуумной экстракцией. перегонки с учетом образования липкого остатка, который затрудняло выделение значительного количества ГВЛ (сравнение и ). Дистилляция невозможна метод, если это конкретное ограничение не будет устранено. Лечение экстракционного рафината, содержащего растворенный лигнин низкой концентрации теоретически требует меньше усилий.

Энергоемкость – это важнейший критерий выбора процесса восстановления. Тем не мение, инструментальные ограничения и отсутствие оптимизации, как и раньше обсуждалось, помешало принять экспериментальные данные для оценки Энергозатратность схемы рекуперации. Для обеспечения определенных представление о величине энергозатрат на рекуперацию ГВЛ процесса, имитационные модели были построены в ASPEN PLUS v.10 среды, как представлено во вспомогательной информации (раздел 8 СИ). Процесс дистилляции был смоделирован в соответствии с к предложению в Разделе 3.2.3. Экстракция была смоделирована как трехстадийная экстракция. блок с последующей четырехступенчатой ​​декомпрессией-рекомпрессией СО 2 . Для упрощения только два основных компонента, а именно ГВЛ и вода — были включены в моделирование. Потребление энергии представленный во Вспомогательной информации (раздел 8 SI), был основан на скорости потока 1 кг/с жидкости, содержащей 50 % масс. ГВЛ и 50 % масс. воды.С предположением процесса варки целлюлозы аналогичный тому, который выбран для исследования восстановления GVL в этой статье (50 мас. % GVL, L:W = 4 л/кг, 180 °C, 150 мин), в таблице 3 приведены основные значения энергии. требования к процессам регенерации растворителя, в пересчете на единицу массы из дерева.

Таблица 3

Оценка энергопотребления процессов регенерации ГВЛ на основе вакуумной перегонки и жидкостной CO 2 Извлечение, используя упрощенные модели моделирования A

Вакуумная дистилляция жидкий CO 2 добыча
Отопление 19. 55 ГДж/т древесины 0,68 ГДж/т древесины
Режим охлаждения –19,47 ГДж/т древесины дерево –0,49 ГДж/тонну древесины
CO 2 сжатие 0,00 ГДж/тонну древесины 0,41 ГДж/тонну древесины
кг тонны древесины (5 кг тонны древесины3,

) может быть извлекаются (26,2% извлекаются в отработанный щелок, из которого 90% могут быть осажденным). При теплотворной способности 21,8 МДж/кг 40 ∼5.1 ГДж/тонна древесины может быть получена сжиганием лигнина.

Энергоемкость вакуумной перегонки был 1 заказ величина выше, чем извлечение жидкого CO 2 , так как восстановленный ГВЛ необходимо было выпарить из отработанного щелока. Жара выделяющийся из горячего потока (пар, поступающий в дистилляционную конденсатор колонны, вода и продукты ГВЛ) была низкого качества и мог использоваться только для предварительного нагрева отработанного щелока. Следовательно, процесс по-прежнему потреблял огромное количество энергии для испарения и дистилляция (∼17.5 ГДж/т древесины) и лигнин-производный энергии было недостаточно для этой схемы восстановления. С другой стороны, при экстракции жидкого CO 2 тепло, выделяемое работа компрессора может быть направлена ​​на термостатирование экстрактор и расширительные баки. Часть лигнина может быть сожжена. покрыть остальную часть тепловой нагрузки и производить электроэнергию для компрессор. Излишки лигнина можно использовать в качестве топлива для варки целлюлозы. процесс. Предварительная оценка показала, что восстановление ГВЛ процесс с помощью жидкого CO 2 экстракция может быть энергетически автономный, а для перегонки требовался внешний источник топлива.Следовательно, жидкая экстракция является более устойчивой альтернативой для регенерация растворителя биоочистительного завода GVL.

Аналогично определению параметров варки, выбор схемы восстановления не является одномерной. Несколько факторов должны принимать во внимание, например, портфель продуктов биопереработки, энергетический баланс, требования к чистоте растворителя и условия варки целлюлозы. Как правило, осажденный лигнин предпочтительно используют в качестве топлива для покрытия энергозатратность процесса, далее идет только избыток лигнина перерабатываются в продукты с добавленной стоимостью, такие как смолы, композиты или ароматические соединения.Например, схема восстановления 6 может быть предпочтительнее. по схеме регенерации 4 только при наличии профицита в производстве лигнина, потому что разделение на две фракции лигнина с отчетливой степенью полимеризации улучшит селективность последующей химические конверсионные процессы.

3.5. Возможность вторичной переработки GVL в исследовании трех последовательных Циклы фракционирования

Производительность переработанного ГВЛ в последовательных были исследованы этапы фракционирования древесины (см. вспомогательную информацию (SI, раздел 2)).Эксперименты были проводится в небольшом масштабе, при котором опилки фракционируют в моноволновой реактор для поддержания контролируемости условий реакции и тем самым добиться лучшей воспроизводимости. Подведены итоги в Таблице 4 экспонат аналогичные свойства пульпы, полученной при фракционировании с использованием либо свежий (цикл 1), либо переработанный ГВЛ (цикл 2 и 3). Ядерный спектры магнитного резонанса (ЯМР) переработанного ГВЛ (см. вспомогательную информацию (раздел 9 SI)) показали отсутствие видимого изменения химической структуры растворителя.То степень извлечения ГВЛ была постоянной после трех циклов с Чистота ГВЛ >98,5%, что подтверждено ГХ. Был медленный накопление фурановых соединений после каждого цикла из-за их высокое сродство к GVL, как обсуждалось ранее; однако такая примесь не оказало заметного влияния на качество целлюлозы. Разделение фурановых соединений из вторичного ГВЛ при такой низкой концентрации было бы слишком затратно. Поэтому разделение образующихся фурановых соединений путем перегонки будет экономически целесообразно только после достаточное обогащение.

Таблица 4

Свойства целлюлозы и Переработанный GVL Purity После трех циклов фракционирования A

6
(% ODP) C (% ODP) GVL (WT%)
Recycled GVL
Cycle 0 Выход B (% ODW) 0 9 Celluleose C (% ODP) 0 Hemicelloose C (% ODP) 0 (% ODP) H 2 O (WT%) Furanics (WT%) кислоты D (мас. %)
1 50.37 86,44 8,00 5,57 98,62 1,21 0,10 0,06
2 51,03 86,19 7,99 5,82 98,51 1,26 0,16 0,07
3 50. 67 50.67 86.84 7.73 5.43 98.72 98.72 98.72 1.08 0,20 0.00

Анализ ликеров, полученных из фракционирования эксперименты (отработанный щелок и промывная вода) указывали на практически количественную Массовый баланс ГВЛ ∼97%–98.5% (см. вспомогательную информацию (SI Раздел 2)). несовершеннолетний разрыв может быть связан с потерями при обработке или ошибкой анализа. Тем не мение, химия варки ГВЛ не исследована; следовательно, возможность того, что ГВЛ подвергается реакциям деградации, не была исключено еще. В этом случае потери растворителя можно компенсировать. синтезом ГВЛ из фурановых соединений через левулиновую кислоту промежуточный продукт в среде ГВЛ. 37,41

4. Заключение

В этой статье продемонстрированы различные возможности для оптимизации Процесс фракционирования ГВЛ/воды и последующие процессы извлечения основано на осаждении лигнина добавлением воды, перегонкой при пониженной давление и жидкий CO 2 экстракция.На этапе варки целлюлозы отношение щелока к древесине было снижено до 3–4 л/кг, а качество целлюлозы поддерживалось, что подтверждает пригодность процесс дальнейшего масштабирования. Дальнейшее уменьшение соотношения Д:Ш до 2,5 л/кг, что сравнимо с варкой кислой сульфитной целлюлозы. и должны быть исследованы.

Обзор предлагаемого восстановления схем приведена в табл. 5. Комбинация осаждения лигнина и вакуумной перегонки было ограничено до 90% Восстановление ГВЛ путем образования липкого остатка, которым являлся ГВЛ улавливаются вместе с оставшимся лигнином. Расширенное лечение полученного остатка необходимо, чтобы сделать дистилляцию жизнеспособной процесс восстановления. Перегонка ГВЛ была особенно энергоемкой, что сместило пользу в сторону более устойчивой техники: жидкого CO 2 извлечение. При добыче до 87% ВНП может восстанавливаться в экстракте, а ~10% ВНП оставалось в рафинате, так как массообмен был ограничен из-за отсутствие эффективного механизма смешивания. Экстракционный рафинат содержал растворенный лигнин низкой концентрации, который должен быть очищен перед дальнейшая обработка.Предварительная оценка показала, что экстракция жидким CO 2 была мягкой и энергетически самодостаточной обработкой. Кроме того, экстрагент CO 2 может быть повторно использован в количественном отношении. многоступенчатым циклом оплавления-сжатия, что обеспечивает углеродная нейтральность процесса. С зеленым процессом восстановления и ранее доказанные экологические преимущества, основанные на ГВЛ процесс фракционирования потенциально будет соответствовать принципам устойчивости Стандарты современного биоперерабатывающего завода.

Таблица 5

Сравнение Шесть предлагаемых восстановления Схемы

описание предложенной схемы плюсы минусы
Схема восстановления 1
одноступенчатая (осаждение лигнина + вакуумная перегонка) • простая • низкое извлечение лигнина скорость
    • низкое восстановление ГВЛ скорость
    • энерго- и трудоемкость
    • ГВЛ в ловушке липкий остаток
    • сбор ГВЛ в водном дистилляте
Схема регенерации 2
двухстадийная (осаждение лигнина + вакуумная перегонка) • высокая степень извлечения лигнина тариф • подробнее время и энергоемкие
  • два восстановленных лигнина фракции с характерной молекулярной массой • ГВЛ, захваченные в липкий осадок
  • разумнее Коэффициент восстановления ГВЛ • сбор ГВЛ в водном дистилляте первой ступени
Схема извлечения 3
лигнин осадки + жидкость CO 2 экстракция • меньше энергии и занимает больше времени, чем перегонка • низкая экстракция селективность за счет разбавления сырья
  • высокое извлечение лигнина скорость • значительная ГВЛ оставшиеся в рафинате из-за ограниченного массопереноса
  • два извлеченных лигнина фракции с характерной молекулярной массой  
  • восстановление фурановых соединений в потоке экстракта (GVL)  
Схема регенерации 4
жидкий CO 2 экстракция • • простой GVL 7 9 остается в рафинате из-за ограниченного массопереноса
  • лучшая энергия и экономия времени • риск засорения путем осаждения лигнина
  • более высокая экстракция селективность  
  • высокое извлечение лигнина скорость  
  • восстановление фуранов в потоке экстракта (ГВЛ)  
Схема извлечения 5
вакуумная перегонка + жидкость CO 2 отвод   • засорение отвода оборудование из-за неконтролируемого осаждения лигнина
Схема регенерации 6
лигнин осаждение + вакуум дистилляция + жидкий CO 2 экстракция • лучшая экстракция селективность • больше времени и энергозатратнее схемы регенерации 4
  • высокая степень извлечения лигнина тариф • коллекция ГВЛ в водном дистилляте
  • два восстановленных лигнина фракции с характерной молекулярной массой  

Схемы извлечения представлены в данной статье скорее как концепции, где жидкий СО 2 извлечение исходного отработанного щелока (схема регенерации 4) или реконцентрированный обедненный лигнином отработанный щелок (схема восстановления 6) был выделен как осуществимый метод. Следовательно, дальнейшая оптимизация и технико-экономический анализ этих двух схемы станут предметом будущих исследований. Вступление механизма смешения при экстракции может полностью изменить энергию сбалансировать и мотивировать пересмотр в отношении введенного восстановления схемы. Выделение и валоризация других второстепенных веществ такие как фурановые соединения, углеводы и карбоновые кислоты, которые в этой статье не рассматривались, это еще одна тема для будущих исследований. Необходимо также исследовать повторное использование промывочной воды.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Улучшенная конверсия биомассы с помощью сорастворителя GVL

Обзор

Производство топлива и химикатов из биомассы требует использования всех фракций биомассы, т. е. целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Таким образом, молекулы продукта из всех фракций биомассы должны быть получены с высоким выходом, чтобы минимизировать стоимость сырья, и с высокой концентрацией, чтобы минимизировать затраты на разделение.

Эксперт по катализу Джеймс Дюмесик и его лаборатория ранее впервые разработали метод производства растворимых углеводов из биомассы с использованием полярного апротонного растворителя, гамма-валеролактона (80-90% GVL с 0.5% серная кислота). Этот процесс дает гидролизат с высоким выходом углеводов, а высокие концентрации сахара (> 12 мас.%) могут быть получены после отделения растворителя от гидролизата с использованием жидкого CO 2 . Использованный ГВЛ может быть переработан для повышения экономической эффективности процесса.

Группа профессора Дюмесика показала, что гидролиз разбавленной кислоты на основе ГВЛ может быть конкурентоспособным по стоимости с процессом производства биоэтанола, разработанным Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL), и они продолжают совершенствовать процесс.

Изобретение

Основываясь на своей работе, исследователи разработали процесс, в котором используется недорогой сорастворитель для замены фракции ГВЛ, а также облегчается отделение органических растворителей от гидролизата. Кроме того, отделенный водный раствор, богатый углеводами, содержит незначительное количество растворенного лигнина.

В новом методе используется относительно недорогая смесь растворителей, что также минимизирует затраты на разделение.Это повышает экономический потенциал и дополнительно обеспечивает ценное сырье для производства ароматических соединений (из лигнина). Это новое усовершенствование дает возможность разработать экономически выгодный процесс, который сочетает в себе каталитическую модернизацию лигнина и производство углеводов из биомассы. Смесь сорастворителей может быть адаптирована для производства углеводов C5 и C6 или продуктов разложения, таких как фурфурол.

.
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *