Suberbinder
Suberbinder ir zīmols, kas piedāvā ikvienam kokmateriālu ražotājam ieviest jaunu, inovatīvu tehnoloģiju, ar kuras palīdzību var aizstāt karbamīda-formaldehīda vai fenola-formaldehīda sveķus un tamlīdzīgas cilvēka veselībai un videi kaitīgas vielas.
Izmantojot mūsu izstrādāto tehnoloģiju, bērza tāsi var pārstrādāt ļoti vērtīgā saistvielā, kam piemīt izcilas īpašības un kas varētu aizstāt veselībai kaitīgās saistvielas, ko izmanto saplākšņu, mēbeļu u. c. ražošanā.
Bērzu izmantošanai kokapstrādes rūpniecībā audzē vidēji 70 gadus. Šāda vecuma kokiem vidēji 12,5 % no finierkluča masas veido miza.
Bērza miza sastāv no ārējā slāņa jeb tāss (aptuveni 27,2 % no mizas masas) un iekšējā slāņa ar aplievas piejaukumu jeb mazvērtīgās lūksnes-koksnes (aptuveni 72,8 % no mizas masas).
Suberīnskābju saistvielas iegūšana
Bērza tāss sastāvā ir 30,0 % betulīnu ietverošu ekstraktvielu, 16,4 % lignoogļhidrātu kompleksa (galvenokārt lignīns, celuloze, monosaharīdi un polifenolu savienojumi) un 53,6 % suberīna.
Par saistvielu tiek izmantoti suberīnskābes un lignoogļhidrātu komplekss, kas kopā veido 70 % bērza tāss.
Latvijā 2017. gadā tika nocirsti 3,4 milj. m3 bērza. Aptuveni 55 % no šī apjoma jeb gandrīz 1,9 milj. m3, jeb 1,4 milj. t ir lietkoksne, no kuras var iegūt bērza mizu.
No tās varētu iegūt aptuveni 105 tūkstošus tonnu absolūti sausas bērza mizas, kas tagad tiek sadedzināta kurtuvēs, lai nodrošinātu siltumenerģiju.
Tādējādi Latvijā vien būtu iespējams iegūt aptuveni 20 tūkstošus tonnu absolūti sausas saistvielas, kā arī papildu izejvielas, ko var realizēt.
Suberīnskābju saistvielas izcelsme
Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta Biorafinēšanas laboratorijā ir izstrādāta un patentēta metode, ar kuru no bērza tāss var iegūt suberīnskābju saistvielu — suberīnskābju un lignoogļhidrātu maisījumu, sārma ūdens šķīdumā depolimerizējot suberīnu no ekstraktvielām izolētā bērza tāsī un pēc tam ar skābes šķīdumu izgulsnējot visas suberīnskābes kopā ar lignoogļhidrātu kompleksu. Blakusprodukts, kas var rasties, ir kālija nitrāta ūdens šķīdums, ko var izmantot par minerālmēslojumu, taču suberīnskābju izdalīšanai var izmantot KOH un par skābi – H2SO4 un rezultātā arī rodas mēslojums, taču izmaksas ir zemākas.
Suberīns un suberīnskābes
Suberīns ir lipofila (hidrofoba) makromolekula, kas atrodama daudzu augu ārējā apvalka (mizas) šūnu sieniņās un aizsargā augu no vides apstākļiem un kaitēkļiem. Tas ir komplekss poliesteris, kurš veidots no lineārām, polifunkcionālām garas oglekļa ķēdes (pārsvarā C18) taukskābēm (suberīnskābēm) un glicerīna, kas savukārt bērza tāsī ir kovalenti saistīts ar lignīna monomēriem līdzīgiem polifenoliem, kuri tam piešķir tumšo krāsu. Veicot suberīna depolimerizāciju sārmainā vidē, tiek iegūts dažādu suberīnskābju maisījums.
Suberīnskābes pieder pie karbonskābēm, kas pārsvarā ir garas (C18) α un ω-bifunkcionālas piesātinātas un nepiesātinātas taukskābes, kam pēc termiskas apstrādes ir raksturīga augsta adhēzija ar koksni. Atkarībā no izdalīšanas apstākļiem var mainīties atsevišķo suberīnskābju ķīmiskā uzbūve un savstarpējā proporcija. Rūpniecībā veiksmīgi ir izmantojams suberīnskābju maisījums, kur lielāko masas daļu veido redzamās suberīnskābes, kas iegūtas no izekstraģētas bērza tāss.
Lignoogļhidrātu komplekss
Lignoogļhidrātu komplekss galvenokārt sastāv no lignīna, celulozes, monosaharīdiem un polifenolu savienojumiem. Lignīns ir aromātisks polimērs ar neregulāru struktūru, ko monolignoli veido, nejauši saistoties, tostarp ar dažādām saitēm saistot kopā metoksilaizvietotas fenilpropāna vienības. Lignoogļhidrātu komplekss ir samērā mazvērtīgs, taču, to izgulsnējot kopā ar suberīnskābēm, veidojas saistviela, kas lieliski darbojas iepriekš aprakstīto kompozītmateriālu ražošanā. Lignoogļhidrātu komplekss darbojas kā starpfāžu modifikators, kas palielina adhēzijas spēju starp saistvielu un pildvielu, tādēļ to neizdala par atsevišķu blakusproduktu, bet kopā ar suberīnskābēm izmanto par saistvielu līmēto koksnes biokompozītu ražošanas procesā.
Papildprodukts – ekstraktvielas (betulīns)
Bērza mizas ārējais baltais slānis jeb tāss pēc ķīmiskā sastāva ir unikāls dabas materiāls, kurā ir neparasti liels daudzums (~35 % no absolūti sausas masas) vērtīgu ekstraktvielu. Ekstraktvielu pamatmasu (~75 % no absolūti sausas masas) veido individuāls ķīmisks savienojums lup-20(29)-ēn-3β,28-diols jeb betulīns. Pēdējās desmitgadēs betulīnam un citiem ekstraktvielās esošiem līdzīgas uzbūves triterpēnu klases savienojumiem, piemēram, betulīnskābei un lupeolam, ir atrastas un uzlabotas dažādas pretvēža īpašības, kā arī ir gūti lieli panākumi cīņā ar HIV infekciju.
Pēc kopīgas Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūta un A/S Latvijas Finieris izstrādātās tehnoloģijas ražotajam bērza tāss etanola ekstraktam vienlaikus piemīt antioksidanta, emulgatora un konservanta īpašības, kas ir ideāli piemērotas dabiskās kosmētikas krēmu un citu skaistumkopšanas līdzekļu pagatavošanai, kā arī bērza tāss ekstraktam piemīt zinātniski un klīniski pierādītas ādas brūces dziedējošas īpašības.
Ekstraktvielu klātbūtne saistvielā nepasliktina tās kvalitāti un adhēzijas spēju, taču vairāku produktu ražošana no bērza tāss un to tirgošana ļautu optimizēt izmaksas.
Papildprodukts – kālija nitrāta šķīdums
Suberīnskābju saistvielas un betulīna ražošanas procesā rodas blakusprodukts – kālija nitrāta šķīdums. Kālija nitrāts ir plaši pazīstams savienojums, ko izmanto augsnes mēslošanai. Lielākie minerālmēslu ražotāji rūpnieciski sintezē kālija nitrātu, taču suberīnskābju ražošanas procesā kālija nitrāta šķīdums rodas kā blakusprodukts un ir pilnīgi piemērots augsnes mēslošanas līdzeklis.
Vai vēlaties uzzināt vairāk?
Sazinieties ar mums!
„Suberbinder” speciālisti labprāt atbildēs uz visiem Jūsu jautājumiem par suberīnskābju saistvielas ražošanu, tehnoloģijas izmantošanu, efektivitāti un ekonomisko pamatojumu.
