Сверхкритические флюидные технологии как инструмент «зеленой» химии в лесопромышленном комплексе

В обзоре рассматриваются современные исследования и перспективы применения сверхкритических флюидных технологий в лесопромышленном комплексе в контексте принципов «зеленой» химии. Проанализированы уникальные свойства сверхкритических флюидов, в первую очередь диоксида углерода и воды, которые обуславливают их высокую эффективность для переработки древесной биомассы. Особое внимание уделено ключевым направлениям применения сверхкритических флюидных технологий: сверхкритической флюидной экстракции ценных компонентов (эфирных масел, антиоксидантов) из коры, хвои и отходов древесины; сверхкритической импрегнации для придания древесине и древесным плитам био- и огнестойких свойств, а также для её химической модификации; использованию сверхкритической воды для глубокой переработки отходов (черный щелок, лигнин) методами газификации и сжижения. Показано, что сверхкритические флюидные технологии являются перспективным инструментом для создания продуктов с высокой добавленной стоимостью, утилизации отходов и перехода лесопромышленного комплекса к модели безотходного производства. Проанализированы аппаратурное оформление процессов, экономические аспекты и основные барьеры внедрения, связанные с высокими капитальными затратами и энергоемкостью. Обозначены пути преодоления этих барьеров, включая оптимизацию режимов и разработку гибридных процессов. Для широкого внедрения сверхкритических технологий в лесопромышленный комплекс необходимы дальнейшие исследования, направленные на разработку масштабируемых решений и углубленное изучение взаимодействия сверхкритических флюидов с компонентами древесины.

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, лесопромышленный комплекс, зеленая химия, экстракция, импрегнация, глубокое фракционирование, сверхкритическая вода.

SUPERCRITICAL FLUID TECHNOLOGIES AS A TOOL FOR «GREEN» CHEMISTRY IN THE FORESTRY INDUSTRYS

This review examines current research and prospects for the application of supercritical fluid technologies in the forestry industry within the context of "green" chemistry principles. The unique properties of supercritical fluids, primarily carbon dioxide and water, which determine their high efficiency for processing wood biomass, are analyzed. Particular attention is paid to key applications of supercritical fluid technologies: supercritical fluid extraction of valuable components (essential oils, antioxidants) from bark, needles, and wood waste; supercritical impregnation for imparting bio- and fire-resistant properties to wood and wood-based panels, as well as for their chemical modification; The use of supercritical water for the deep processing of waste (black liquor, lignin) using gasification and liquefaction methods is discussed. It is demonstrated that supercritical fluid technologies are a promising tool for creating high-added-value products, recycling waste, and transitioning the forest industry to a zero-waste production model. The process instrumentation, economic aspects, and key implementation barriers associated with high capital costs and energy intensity are analyzed. Ways to overcome these barriers are outlined, including optimization of process modes and the development of hybrid processes. Further research is needed to widely implement supercritical technologies in the forest industry. This research focuses on developing scalable solutions and in-depth study of the interactions between supercritical fluids and wood components.

Key words: supercritical fluids, forest industry, green chemistry, extraction, impregnation, deep fractionation, supercritical water.