Изучение целлюлозы, полученной из вторичного сырья лубяных культур

DOI 10.54016/SVITOK.2023.78.64.007

УДК 676.16:633.52:543.421/.424

Миневич И. Э., Ущаповский И. В.

Изучение целлюлозы, полученной из вторичного сырья лубяных культур, в качестве потенциального источника для различных отраслей индустрии. Технические культуры. Научный сельскохозяйственный журнал. 2023; 3(3): (49-58)

АННОТАЦИЯ

ВАЖНЫЕ ВЫДЕРЖКИ

* Целлюлозы, полученные из соломы или костры лубяных культур, характеризуются более низкими выходом и содержанием кристаллической α-целлюлозы по сравнению с целлюлозой из волокнистой части этого сырья. 

* Расчёты показывают, что при средней урожайности по стране льна и конопли 1,0-1,5 т/га по волокну можно получить 40-50 тыс. тонн целлюлозы 

* Из конопляной лузги можно получать целлюлозный продукт с выходом 31-37% и содержанием целлюлозы 79-90% [

* Конопляная лузга отличается высоким содержанием целлюлозы (40,8%) по сравнению с аналогичными видами сырья: рисовой (28%) и овсяной (29%) шелухи, подсолнечной лузги (23%)

Органосольвентную обработку конопляной лузги проводили композицией, содержащей уксусную кислоту (50%-ный раствор), пероксид водорода (33%-ный раствор) в соотношении 3:1 и серную кислоту (конц.) в качестве катализатора. При таком способе обработки не требуется дополнительной стадии отбеливания. Кислотный гидролиз предварительно измельченного сырья проводили 2,7%-ным раствором HNO3 при 90 °C в течение 3 ч и дополнительной делигнификацией (1 ч) при добавлении в реакционную смесь 1,5%-ного раствора NaOH.

Определение характеристик сырья и целевых продуктов выполняли по стандартным методикам: содержание жира – по ГОСТ 10857-64, белка – по ГОСТ 13496.4-2019, влажности – по ГОСТ 10856-96, зольности – по ГОСТ 26226-95. Содержание целлюлозы, α-целлюлозы, лигнина, средней степени полимеризации определяли в соответствии с методиками (Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. - М., 1991. - 320 с.)

Сравнительный анализ структурных особенностей целлюлозной компоненты продуктов, полученных из разных анатомических частей этого сырья, был проведен методом ИК-спектроскопии НПВО.

Характеристика целлюлозных продуктов, полученных из конопляной лузги методом кислотного гидролиза (ЦП1) и органосольвентной обработкой (ЦП2)

ВЫВОДЫ

Сравнительный анализ структуры целлюлозы из вторичного сырья лубяных культур, проведенный с использованием метода ИК-спектроскопии, выявил значительную его ценность как источника

Спектроскопически и методами химического анализа установлено наличие остаточного лигнина в целлюлозных продуктах, полученных из конопляной лузги.

Показано, что показатели целлюлозы, а именно содержание целевого вещества, кристаллической фракции, остаточного лигнина, степени полимеризации варьировали в зависимости от способа обработки сырья. Органосольвентная обработка в большей степени влияла на деполимеризацию целлюлозы: целевой продукт имел степень полимеризации (СП) 170 в отличие от целлюлозного продукта после азотнокислого гидролиза с СП – 290.

Сравнительный анализ относительных интенсивностей отдельных полос в ИК-спектрах позволил выявить близость структуры льняной и конопляной целлюлозы из волокнистого сырья (ПЦ, ОКЦ и ЛЦ) и более высокую аморфность целлюлозных продуктов из конопляной лузги.

Полученные результаты в совокупности с литературными данными служат обоснованием целесообразности производства целлюлозных продуктов из вторичного сырья лубяных культур. для производства высококачественной целлюлозы. ИК-спектры исследуемых образцов из льняного и конопляного сырья имеют основные характеристические частоты, свидетельствующие о наличии функциональных групп, соответствующих целлюлозе, в том числе аналогичные и хлопковой целлюлозе.