Инновационные технологии в области химии и биотехнологии (стр. 8 )

Список литературы:

1  сб. тез. докл. научн.- практ. конф. «Лен – на пороге XXI века», Вологда. – М.: ЦНИИЛКА, 2000. – С. 10-30.

2  , , В сб. тез. докл. научн.-практ. конф. «Наука – льняному комплексу», Вологда. М.: ЦНИИЛКА, 1999. – С. 101.

3  Современная переработка льна — область критических технологий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://. ru/info/1173.

4  Артемов переработка льна – область критических технологий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. textileclub. ru/index. php? option=articles&task=viewarticle&artid=360&Itemid=55.

5  , и др. Исследование возможности использования льна-межеумка в качестве сырья для получения целлюлозы // Химические волокна, 2004. – № 5.

6  , , Леонович работы по химии древесины и целлюлозы. – М.: Экология, 1991. – С. 73-75, 79-80, 106-107, 119-120, 161-164, 200-203, 229, 250-254.

7  , Будаева получения целлюлозы из соломы льна-межеумка / Достижения и перспективы развития биотехнологии: материалы Международной научной конференции, г. Саранск, (3-5 октября 2012 г., г. Саранск). – В печати.

УДК 577.15

,

ПОЛУЧЕНИЕ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ МИСКАНТУСА

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт проблем химико-энергетических технологий

Сибирского отделения Российской академии наук, г. Бийск

E-mail: *****@***ru, julja. *****@***ru

Исследователи всего мира ищут богатые целлюлозой растения. Мискантус является перспективным недревесным сырьем для получения продуктов, пригодных для ферментативного гидролиза целлюлозы и ее промежуточных продуктов [1, 2].

Целями данной работы являются определение химического состава мискантуса, получение лигноцеллюлозного материала (ЛЦМ), пригодного для ферментативного гидролиза, и определение его химического состава.

Объектом исследования являлся мискантус урожая 2011 года (4 года жизни), привезенный 16 февраля 2012 года с плантации ИЦиГ СО РАН.

Непосредственно перед получением ЛЦМ был определен химический состав исходного сырья. Определение зольности (в пересчёте на абсолютно сухое сырьё – а. с.с.), массовой доли экстрактивных веществ (экстрагент – дихлорметан, в пересчёте на а. с.с.), массовой доли кислотонерастворимого лигнина (в пересчёте на а. с.с.), массовой доли целлюлозы методом Кюршнера (в пересчёте на а. с.с.) проводилось по стандартным методикам анализа растительного сырья [3]. Влажность определяли на анализаторе влажности МВ 23/МВ 25.

Среднюю пробу отбирали из нескольких мест сволкованного мискантуса. Измельчение пробы производили ножницами.

Химический состав мискантуса 4 года жизни урожая 2011 года представлен на рисунке 1. Мискантус имел следующие характеристики: влажность – 7,8 %; жировосковая фракция (ЖВФ) – 2,96 %; зольность – 3,57 %; кислотонерастворимый лигнин – 19,82 %, пентозаны – 26,64 %; целлюлоза по Кюршнеру – 43,96 %.

После определения химического состава мискантуса сырье, предварительно измельченное на соломорезке «GARDENA», поступило на опытное производство для получения ЛЦМ.

Были проведены следующие стадии получения ЛЦМ: предварительный гидролиз 1 %-ным раствором азотной кислотой с получением целлюлозосодержащего продукта, затем азотнокислая варка в 4 %-ном растворе азотной кислоты с получением лигноцеллюлозного материала.

Таблица 1 – Химический состав ЛЦМ, полученного на опытном производстве

Как следует из представленных результатов, ЛЦМ характеризовались зольностью на уровне 4-5 %, массовой долей лигнина в пределах 9-12 %, содержанием пентозанов в узком интервале 5-6 %. Массовая доля α-целлюлозы составляла от 80 % до 85 %, т. е. при ферментативном гидролизе ЛЦМ – субстрата можно получить глюкозо-пентозный продукт с превалирующим содержанием именно глюкозы.

Сравнение ЛЦМ, полученных в партиях 2-4, с ЛЦМ-1 позволяет обнаружить различия химического состава (более высокие значения зольности, лигнина и пентозанов). Это связано с увеличением загрузки сырья от 10 кг до 11 кг мискантуса, т. е. снижением жидкостного модуля азотнокислой варки.

Все ЛЦМ были переданы на ферментативный гидролиз.

Список литературы:

1  и др. Новая форма Мискантуса китайского (веерника китайского, Miscanthus sinensis Anders.) как перспективный источник целлюлозосодержащего сырья // Вестник ВОГиС. – 2010. – Т. 14, № 1. – С. 122-126.

2  , Будаева состав российского мискантуса-первогодка урожая 2011 года / Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы V Всерос. конф., Барнаул, 24-26 апреля 2012 г.: / Под ред. , .  – Барна2. – С. 22–24.

3  , , Леонович работы по химии древесины и целлюлозы. – М.: Экология, 1991. – С. 73-75, 79-80, 106-107, 161-164.

УДК 547.458.8

АНАЛИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ОПЫТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ АЗОТНОКИСЛЫМ СПОСОБОМ

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук, г. Бийск

E-mail: julja. *****@***ru

В данной работе использовали растения мискантуса урожая 2011 года (4 года жизни), привезенные в 2012 году с плантации ИЦиГ СО РАН (г. Новосибирск). Для определения химического состава сырье было предварительно измельчено ножницами и подготовлена средняя проба. Определение массовой доли экстрактивных веществ (экстрагент – дихлорметан, в пересчёте на абсолютно сухое сырьё – а. с.с.) – жировосковой фракции, зольности (в пересчёте на а. с.с.), массовой доли кислотонерастворимого лигнина (в пересчёте на а. с.с.), массовой доли пентозанов (в пересчёте на а. с.с.), массовой доли целлюлозы методом Кюршнера (в пересчёте на а. с.с.) проводилось по стандартным методикам анализа растительного сырья [1]. Влажность определяли на анализаторе МВ 23/МВ 25.

Химический состав мискантуса 4 года жизни урожая 2011 года имеет следующие характеристики: влажность 7,8 %; жировосковая фракция (ЖВФ) 2,96 %; зольность 3,23 %; кислотонерастворимый лигнин 19,82 %, пентозаны 26,64 %; целлюлоза по Кюршнеру 43,96 %.

Далее сырье было измельчено на промышленной соломорезке «GARDENA» и передано на опытное производство с целью получения целлюлозы азотнокислым способом.

После каждой стадии опытного производства получения целлюлозы проводились следующие анализы продуктов: определение влажности, зольности (в пересчете на а. с.с.) и массовой доли кислотонерастворимого лигнина (в пересчёте на а. с.с.) по стандартным методикам анализа продуктов переработки растительного сырья [1]. В некоторых образцах дополнительно определяли массовые доли α-целлюлозы, пентозанов, а также степени полимеризации целлюлозы (в растворе кадоксена) [2, 3].

Химический состав промежуточных и целевых продуктов получения целлюлозы на опытном производстве для трех операций приведен в таблице 1.

Сравнивая характеристики продуктов, полученных на опытном производстве, можно сделать вывод, что наилучшим качеством характеризуется целлюлоза с первой операции ОП-1. Это явление можно объяснить тем, что загрузка сырья была меньшей (10 кг), соответственно модуль (соотношение массы 4 %-ного раствора азотной кислоты к массе сырья) получился большим, что способствовало более высокой делигнификации и удалению гемицеллюлоз, и, как следствие, обеспечило более высокое качество целлюлозы.

Таблица 1 – Сводная таблица трех операций получения целлюлозы из мискантуса на опытном производстве азотнокислым способом в 2012 году

Был проведен опыт, в котором была исследована зола, полученная при определении зольности целлюлоз (остаток после золения), в условиях определения массовой доли кислотонерастворимого лигнина. Установлено, что массовая доля вещества в золе, поведение которого в условиях анализа аналогично кислотонерастворимому лигнину, составляет 82,0 %. Следовательно, содержание лигнина в образцах ТЦ завышено и может быть скорректировано в сторону снижения на величину зольности, умноженной на коэффициент 0,82. Также вполне возможно улучшение качественных характеристик ТЦ с помощью проведения процедур, удаляющих золу из образцов.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67