Saplākšņa saistvielas optimizācija aizstājot fosilos izejmateriālus un efektivizējot resursu izmantošanu

2023.gada aprīlī uzsākts projekts “Saplākšņa saistvielas optimizācija aizstājot fosilos izejmateriālus un efektivizējot resursu izmantošanu”, kura ietvaros tiek pētīta suberīnskābju iegūšana ūdens vidē gan no ekstrahētas, gan neekstrahētas bērza tāss, suberīnskābju pielāgošana saplākšņa līmēšanai, suberīnskābju iegūšanas blakusproduktu izpēte, etanola vidē iegūto suberīnskābju izmantošanas iespēju izpēte laminēto saplākšņu pretuzbriešanas pārklājumu īstenošanai.

Projekta rezultātā saplākšņu līmēšanā izmantotie neatjaunojamie dabas resursi – fenols un formaldehīds, tiks aizstāti ar atjaunojamiem dabas resursiem – lignīnu un suberīnskābēm, kuri iegūti kā blakusprodukti citos rūpniecības procesos, tādējādi pilnībā vai daļēji atbrīvojoties no kaitīgajiem naftas produktiem, samazinot nepieciešamību pēc izejvielu importa. Tāpat arī tiks pētīti citi iespējamie pielietojumi suberīnskābēm un to iegūšanas procesā radušajiem blakusproduktiem.

Īstenojot pētniecības projektu tiek plānots, ka izdosies izstrādāt komerciāli veiksmīgus risinājumus, kas ļaus palielināt bērza saplākšņa konkurētspēju salīdzinājumā ar citiem materiāliem. Saplākšņa lietotājiem tiks piedāvāts meža un koksnes produktu nozares materiāls ar samazinātu fosilo resursu īpatsvaru saistvielā, vienlaicīgi nodrošinot reģionālo atjaunojamo resursu padziļinātu pārstrādi un efektīvāku tehnoloģiju izmantošanu.

Projekta īstenošanas laiks: 04.2023 – 03.2026

---

2023. gada I ceturksnis

• Apzinātas alternatīvas iespējas kraft lignīna efektīvākai disperģēšanai un/vai to šķīšanas pakāpes palielināšanai pamatšķīdumā;
• Noteiktas potenciālās piedevas, kuras var uzlabot kraft lignīna disperģēšanu/šķīšanu;
• Nodefinēti maisīšanas režīmi, kuri potenciāli uzlabos kraft lignīna disperģēšanu/šķīšanu;
• Izstrādāts testēšanas plāns (protokols), pēc kurā būs veikti laboratorijas eksperimenti.

---

2023. gada II ceturksnis

• Atbilstoši testēšanas plānam un protokolam uzsākti laboratorijas eksperimenti;
• Kvalitatīvāku rezultātu iegūšanai, koriģēta darba procedūra atbilstoši pirmajiem saņemtajiem praktiskajiem testēšanas rezultātiem;
• Izvērtējot potenciālo izmantojamo kraft lignīna disperģēšanas/šķīšanas uzlabošanas piedevu testēšanas rezultātus, turpmākajai izpētei nākamajā testēšanas posmā izvēlētas 3 labākos rezultātus uzrādījušās piedevas;
• Precizēts tehnoloģiskā pētījuma procesa īstenošanai vajadzīgais papildus materiāltehniskais nodrošinājums un veikta iekārtu, materiālu pasūtīšana turpmākai stabilitātes pētījumu nodrošināšanai;
• Sagatavota atskaite par kraft lignīna un dažādu piedevu maisīšanas testiem, iegūtajiem rezultātiem.

---

2023. gada III ceturksnis

Īstenota aktivitāte RP 1.3. “Kraft lignīna stabilitātes pētījums”, kurā veiktas sekojošas darbības:

• Pateicoties jauna aprīkojuma pieejamībai, papildināts stabilitātes pētījuma plāns;
• Veikts kraft lignīna pamatšķīduma stabilitātes pētījums dažādos nosacījumos (a) Pie istabas temperatūras, b) Paaugstinātā temperatūrā, c) Pie nepārtrauktas maisīšanas);
• Apstrādāti un apkopoti testēšanas rezultāti;
• Balstoties uz iegūtajiem datiem, sākta sveķu oriģinālās receptes pielāgošana laboratorijas sintēzei.

 

Sadarbībā ar Koksnes Ķīmijas institūtu īstenota aktivitāte RP 3.2. “Suberīnskābju iegūšana no ekstrahētas bērza tāss ūdens vidē”, kā rezultātā:

• Izstrādāta bērza tāss raksturošanas metode, lai noteiktu tīras tāss sastāvu;
• Iegūtas un raksturotas četras dažādi iegūtas no bērza tāss izdalītas suberīnskābes;
• No iegūtajām suberīnskābēm dažādos režīmos salīmēti un testēti saplākšņi;
• Iegūti sākotnējie dati par suberīnskābju saistvielu;
• Iesniegts pieteikums 24.-26.aprīlī notiekošajai konferencei “BTechPro!”.

---

2024.gada IV projekta ceturksnis

Īstenota  projekta aktivitāte RP 1.4 “Sveķu oriģinālas receptes pielāgošana laboratorijas sintēzei”, kurā veiktas sekojošas darbības:

• Balstoties uz iepriekšējiem aktivitāšu rezultātiem, izveidotas receptes sintētisko sveķu sintezēšanai laboratorijā.
• Modificēta oriģinālā sintētisko sveķu recepte, lai varētu pievienot jaunās piedevas un palielināt fenola aizvietošanas pakāpi. Izstrādātās receptes ietver sveķu sintēzi ar šādiem nosacījumiem:
  • Izmantojot kraft lignīnu no dažādiem piegādātājiem,
  • Mainot fenola aizvietošanas pakāpi,
  • Pievienojot dažādas piedevas sintēzes laikā.
• Automatizēta recepšu tabula, lai vienlaicīgi ņemtu vērā vairākus parametrus.

Sadarbībā ar Koksnes Ķīmijas institūtu īstenota aktivitāte RP 3.1 “Suberīnskābju iegūšana no neekstrahētas bērza tāss ūdens vidē” un aktivitāte RP 3.3 “Suberīnskābju iegūšana no neekstrahētas bērza tāss etanola vidē”, kā rezultātā:

• Projekta ietvaros izdevās iegūt suberīnskābes ar augstu tīrības pakāpi un zemāku polimerizācijas pakāpi, padarot tās īpaši piemērotas koksnes piesūcināšanai.
• Izmantojot etanola vidi, tika veiksmīgi atdalītas ligno-ogļhidrātu daļiņas, samazinot nepieciešamību pēc papildu apstrādes un uzlabojot suberīnskābju iegūšanas efektivitāti.
• Ar pielietotām inovatīvām tehnikām izdevās būtiski palielināt saistvielu iznākumu, sasniedzot līdz pat 67% no sākotnējās izejvielas masas.

---

2024.gada V projekta ceturksnis

Projektā P7 laika posmā no 1.04.2024 līdz 30.06.2024 īstenota aktivitāte RP 1.5. “Sveķu sintēze laboratorijas mērogā” un aktivitāte RP 3.4. “Suberīnskābju iegūšana no ekstrahētas bērza tāss etanola vidē”.

Aktivitātes RP 1.5. ietvaros:

• Balstoties uz iepriekš izstrādātām sintētisko sveķu sintēzes receptēm, veikta sveķu sintezēšana laboratorijas mērogā;
• Laboratorijā ar dažādiem nosacījumiem sintezēti sintētiskie sveķi: Izmantojot kraftlignīnu no dažādiem piegādātājiem, mainot fenola aizvietošanas pakāpi, pievienojot dažādas piedevas sintēzes laikā;
• Apkopota informācija, kas iegūta sintēzes laikā;
• Izanalizēti iegūtie rezultāti, pēc kuriem secināms ka sintēzes process var ievērojami atšķirties atkarībā no piegādātāja.

Aktivitātes RP 3.4. ietvaros:

• Izstrādāta labākā metode suberīnskābju saistvielas iegūšanai no bērza tāsīm;
• Iegūti bērza saplākšņi izmantojot iepriekš iegūtās suberīnskābes;
• Iegūtas vairākas suberīnskābes spirta vidē, kuras piemērotas kā saplākšņa pret uzbriešanas pārklājumi;
• Ar no spirta vidē iegūtajām suberīnskābēm pārklāti saplākšņa paraugi, no kuriem vairāki izrāda potenciālu tikt izmantotiem kā pret uzbriešanas pārklājumi.”

---