ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ДЕЛИГНИФИКАЦИИ СОЛОМЫ ПШЕНИЦЫ В СРЕДЕ ГЛУБОКОГО ЭВТЕКТИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ

УДК 66.092

  • Софья Сергеевна Шашкина Иркутский национальный исследовательский технический университет https://orcid.org/0000-0002-3378-5671 Email: chiffa19@mail.ru
  • Сергей Николаевич Евстафьев Иркутский национальный исследовательский технический университет https://orcid.org/0000-0002-3681-9478 Email: esn@istu.edu
Ключевые слова: глубокий эвтектический растворитель, делигнификация, лигнин, солома пшеницы, техническая целлюлоза

Аннотация

Исследование посвящено изучению эффективности извлечения лигнина при обработке соломы в среде глубокого эвтектического растворителя (DES), состоящего из хлорида холина и щавелевой кислоты с молярным соотношением 0.75 : 1. Эксперимент проводили в интервале температур 80–110 °С при атмосферном давлении. Из продуктов обработки выделяли фракцию, обогащенную целлюлозой (технической целлюлозы), а также фракции лигнина и гемицеллюлоз. Эффективность процесса оценивали по выходу фракции лигнина и степени делигнификации соломы. Установлено, что с повышением температуры обработки до 110 °С степень делигнификации соломы повышается до 83%, а выход фракции лигнина – до 15.5% на абсолютно сухую массу. Наряду с делигнификацией в исследуемом диапазоне температур наблюдается удаление гемицеллюлоз из биомассы соломы и, как следствие, повышение содержания целлюлозы в составе фракции технической целлюлозы. Структурные изменения полученных фракций технической целлюлозы были проанализированы с использованием методов ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Полученные SEM-изображения позволили наглядно проследить морфологические изменения структуры и сделать выводы об эффективности использования DES для нарушения связей между биополимерами лигноуглеводного комплекса соломы.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Софья Сергеевна Шашкина, Иркутский национальный исследовательский технический университет

Аспирант

Сергей Николаевич Евстафьев , Иркутский национальный исследовательский технический университет

Доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой Химии и биотехнологии им. В.В. Тутуриной

Литература

Singh A., Prajapati P., Vyas S., Gaur V.K., Sindhu R., Binod P., Kumar V., Singhania R.R., Awasthi M.K., Zhang Z., Varjani S. Bioenergy Research, 2023, vol. 16, pp. 105–122. https://doi.org/10.1007/s12155-022-10440-2.

Zhang J., Yang J., Zhang H., Zhang Z., Zhang Y. BioResources, 2021, vol. 16(2), pp. 4523–4543. https://doi.org/10.15376/biores.16.2.Zhang.

Ayodele B.V., Alsaffar M.A., Mustapa S.I. Journal of Cleaner Production, 2020, vol. 245, 118857. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118857.

Kumar B., Bhardwaj N., Agrawal K., Chaturvedi V., Verma P. Fuel Processing Technology, 2020, vol. 199, 106244. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2019.106244.

Den W., Sharma V.K., Lee M., Nadadur G., Varma R.S. Frontiers in Chemistry, 2018, vol. 6, pp. 1–23. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00141.

Yevstaf'yev S.N., Khoang K.K. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2016, no. 4, pp. 27–34. https://doi.org/10.14258/jcprm.2016041308. (in Russ.).

Cristino A.F., Logan D., Bordado J.C., Galhano dos Santos R. Processes, 2021, vol. 9, 1214. https://doi.org/10.3390/pr9071214.

Ocreto J.B., Chen W.-H., Rollon A., Ong H.C., Petrissans A., Petrissans M., De Luna M.D.G. Chemical Engineering Journal, 2022, vol. 445, 136733. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136733.

Vigier K.D.O., Chatel G., Jérôme F. Chem. Cat. Chem., 2015, vol. 7, pp. 1250–1260. https://doi.org/10.1002/cctc.201500134.

Chen Y., Mu T. Green Energy & Environment, 2019, vol. 4, pp. 95–115. https://doi.org/10.1016/j.gee.2019.01.012.

Vanda H., Dai Y., Wilson E.G., Verpoorte R., Choi Y.H. Comptes Rendus Chimie, 2018, vol. 21, pp. 628–638. https://doi.org/10.1016/j.crci.2018.04.002.

Plotka-Wasylka J., de la Guardia M., Andruch V., Vilkova M. Microchemical Journal, 2020, vol. 159, 105539. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.105539.

Abbott A.P., Capper G., Davies D.L., Rasheed R.K., Tambyrajah V. Chemical Communication, 2003, pp. 70–71.

Liu Y., Guo B., Xia Q., Meng J., Chen W., Liu S., Wang Q., Liu Y., Li J., Yu H. ACS Sustainable Chemistry & Engi-neering, 2017, pp. 7623–7631. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.7b00954.

Lee K.M., Hong J.Y., Tey W.Y. Cellulose, 2021, vol. 28, pp. 1513–1526. https://doi.org/10.1007/s10570-020-03598-5.

Li W., Amos K., Li M., Pu Y., Debolt S., Ragauskas A.J., Shi J. Biotechnology for Biofuels, 2018, vol. 11, 304. https://doi.org/10.1186/s13068-018-1305-7.

Ci Y.-H., Yu F., Zhou C.-X., Mo H., Li Z-Y., Ma Y.-Q., Zang L.-H. Green Chemistry, 2020, vol. 22, pp. 8713–8720. https://doi.org/10.1039/D0GC03240A.

Malaeke H., Housaindokht M.R., Monhemi H., Izadyar M. Journal of Molecular Liquids, 2018, pp. 193–199. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.05.001.

Hakkinen R., Abbott A. Green Chemistry, 2019, vol. 21, pp. 4673–4682. https://doi.org/10.1039/C9GC00559E.

Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy: uchebnoye posobiye dlya vuzov. [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose: a textbook for universities]. Moscow, 1991, 320 p.

Опубликован
2024-11-13
Как цитировать
1. Шашкина С. С., Евстафьев С. Н. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ДЕЛИГНИФИКАЦИИ СОЛОМЫ ПШЕНИЦЫ В СРЕДЕ ГЛУБОКОГО ЭВТЕКТИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ // Химия растительного сырья, 2024. № 4. С. 64-71. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/14932.
Раздел
Биополимеры растений