УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ОБРАБОТКА СОЛОМЫ ПШЕНИЦЫ В СРЕДЕ ХЛОРИДА 1-БУТИЛ-3-МЕТИЛИМИДАЗОЛИЯ

Сергей (Sergei) Николаевич (Nikolaevich) Евстафьев (Evstaf'ev); Куанг Кыонг (Kuang Kyong) Хоанг (Khoang)

doi:10.14258/jcprm.2018012218

Сергей (Sergei) Николаевич (Nikolaevich) Евстафьев (Evstaf'ev) Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074
Куанг Кыонг (Kuang Kyong) Хоанг (Khoang) Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074

DOI: https://doi.org/10.14258/jcprm.2018012218

Ключевые слова: солома пшеницы, ионная жидкость, хлорид 1-бутил-3-метилимидазолия, целлюлоза, гемицеллюлозы, лигнин, ультразвук, ИК-спектроскопия

Аннотация

Разработка экологически безопасной технологии переработки лигноцеллюлозного сырья с выделением фракций полисахаридов и лигнина для последующего использования является актуальной проблемой, решение которой возможно при использовании в качестве растворителя ионных жидкостей. Для интенсификации процесса переработки изучена возможность использования ультразвукового облучения в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия. Приведены результаты исследования влияния мощности ультразвука, температуры и продолжительности обработки на выход фракций и степень очистки целлюлозы соломы пшеницы от примесей гемицеллюлоз и лигнина. Установлено, что использование ультразвука мощностью 10–50 Вт при обработке соломы в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия способствует увеличению степени очистки целлюлозы от примесей, прежде всего гемицеллюлозы, и снижению продолжительности обработки. Максимальная степень очистки целлюлозы составила 68,1% и была получена при облучении ультразвуком мощностью 50 Вт при 140 °С в течение 15 мин. Показано, что ультразвуковая обработка соломы пшеницы в среде хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия обеспечивает увеличение общего выхода сахаров ферментолиза полисахаридов соломы пшеницы в 4–5 раз. Суммарный выход сахаров ферментолиза фракций полисахаридов, выделенных в условиях эксперимента, составил 83% от теоретически возможного.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Сергей (Sergei) Николаевич (Nikolaevich) Евстафьев (Evstaf'ev), Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074

доктор химических наук, профессор, директор института пищевой инженерии и биотехнологии

Куанг Кыонг (Kuang Kyong) Хоанг (Khoang), Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск, 664074

аспирант

Литература

1. Turner M.B., Spear S.K., Huddleston J.G., Holbrey J.D., Rogers R.D. Green Chemistry, 2003, vol. 5, рp. 443–447.

2. Dupont J. ChemInform., 2007, vol. 38, no. 47, pp. 229–249.

3. Evstaf'ev S.N., Khoang K.K. Khimiia rastitel'nogo syr'ia, 2016, no. 4, pp. 27–34. (in Russ.).

4. Sulaiman A. Z., Ajit A., Yunus R. M., Chisti Y. Biochem. Eng., 2011, vol. 54, pp. 141–150.

5. Li Q., Ji G-S., Tang Y-B., Gu X-D., Fei J-J., Jiang H-Q. Bioresour. Technol., 2012, vol. 107, pp. 251–257.

6. Yue F., Lan W., Zhang A., Liu C., Sun R., Ye J. BioResources., 2012, vol. 7, no. 2, pp. 2199–2208.

7. Sun R.C., Sun X.F., Ma X.H. Ultrason. Sonochem., 2002, vol. 9, pp. 95–101.

8. Dubois M., Gilles K.A. Analyt. Chem., 1956, vol. 28, pp. 350–356.

9. Yoon L.W., Ang T.N., Ngoh G.C., Chua A.S.M. Biomass and bioenergy, 2012, vol. 36, pp. 160–169.

10. Bazarnova N.G., Karpova E.V., Katrakov I.B., Markin V.I., Mikushina I.V., Ol'khov Iu.A., Khudenko S.V. Metody issledovaniia drevesiny i ee proizvodnykh. [Methods for studying wood and its derivatives]. Barnaul, 2002, 160 p. (in Russ.).

11. Dekhant I., Dants R., Kimmer V., Shmol'ke R. Infrakrasnaia spektroskopiia polimerov. [Infrared Spectroscopy of Polymers]. Moscow, 1976, 472 p. (in Russ.).

12. Kaсurakova M., Belton P. S., Wilson R. H., Hirsch J., Ebringerova A. J. Sсi. Food Agriс., 1998, vol. 77, pp. 38–44.

13. Sun R., Lawther J.M., Banks W.B. Carbohydr. Polym., 1996, vol. 29, pp. 325–331.