ПЕРОКСИДНАЯ ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ ЧАСТИ ТОПИНАМБУРА В СРЕДЕ УКСУСНАЯ КИСЛОТА – ВОДА

УДК 676.16

  • Татьяна Васильевна Рязанова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева
  • Владимир Сергеевич Федоров Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева
  • Екатерина Вячеславовна Харьянова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева
  • Сергей Реджинальдович Лоскутов Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ «КНЦ СО РАН»
  • Александра Васильевна Курникова Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева
Ключевые слова: окислительно-органосольвентная делигнификация, недревесное растительное сырье, топинамбур, вегетативная часть, целлюлоза, лигнин

Аннотация

Целью настоящей работы являлась оценка вегетативной части топинамбура как сырья для получения целлюлозы с использованием окислительно-органосольвентной делигнификации в среде «СН3СООН – Н2О2 – H2O».

Изучен химический состав вегетативной части топинамбура и влияние технологических параметров процесса делигнификации на выход и свойства целлюлозного продукта. Установлено, что более перспективной для переработки является вегетативная часть топинамбура, собранная в октябре (стебли без листьев), в химическом составе которой более 50 мас.% составляют полисахариды, в том числе более 90 мас.% приходится на целлюлозу Кюршнера-Хоффера.

Экспериментальными методами определены параметры процесса делигнификации вегетативной части топинамбура, обеспечивающие высокий выход целлюлозы (42.1 мас.%) с низким содержанием остаточного лигнина (1.1 мас.%): содержание Н2О2 – 6.5 мас.%, CH3COOH – 23.4 мас.%, ГМ 15, продолжительность – 2.5 ч, катализатор H2SO4 –0.2 мас.%. Показано, что предварительная экстракция вегетативной части топинамбура 0,3% раствором дикарбоновых кислот при температуре 80 °С с жидкостным модулем 10 в течение 3 ч позволяет снизить содержание остаточного лигнина в целлюлозном продукте до 0.5 мас.% и получить экстракт, выход которого – 7.8 мас.%, в том числе РВ 4.2 мас.%, что делает его перспективным для биохимической переработки. Полученные результаты расширяют области использования вегетативной части топинамбура и показывают перспективность дальнейших более глубоких исследований по оптимизации процесса делигнификации и изучению свойств целлюлозного продукта.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Татьяна Васильевна Рязанова, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

профессор кафедры химической технологии древесины и биотехнологии, тел. (391) 227-36-54

Владимир Сергеевич Федоров, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

младший научный сотрудник проблемной лаборатории, тел. (391)227-36-54

Екатерина Вячеславовна Харьянова, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

студентка

Сергей Реджинальдович Лоскутов, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ «КНЦ СО РАН»

доктор химических наук, заведующий отделом физико-химической биологии и биотехнологии компонентов лесных экосистем, тел. (391)249-44-69

Александра Васильевна Курникова, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

студент

Литература

Pen R.Z., Karetnikova N.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2005, no. 3, pp. 61–73. (in Russ.).

Polyutov A.A., Pen R.Z., Byvshev A.V. Tekhnologiya tsellyulozy ekologicheski chistoye proizvodstvo: monografiya. [Cellulose technology for environmentally friendly production: monograph]. Krasnoyarsk, 2012, 294 p. (in Russ.).

Karetnikova N.V., Pen R.Z., Byvshev A.V., Taraban'ko V.Ye. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2002, no. 2, pp. 21–24. (in Russ.).

Vurasko A.V., Driker B.N., Galimova A.R. Lesnoy vestnik, 2008, no. 3, pp. 153–156. (in Russ.).

Orlov N.N. Bumazhnaya promyshlennost', 1934, no. 1, pp. 13–31. (in Russ.).

Shpakov F.V., Yermolinskiy V.G., Avvakumova A.V., Mironova T.Ya., Zhukova I.N. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 2010, no. 3, pp. 46–49. (in Russ.).

Garyntseva N.V., Sudakova I.G., Kuznetsov B.N. Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2018, vol. 11(2), pp. 291–303. (in Russ.).

Kuznetsov B.N., Danilov V.G., Sudakova I.G., Yatsenkova O.V., Garyntseva N.I., Ibragimova Ye.F. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2009, no. 4, pp. 39–44. (in Russ.).

Pen R.Z., Karetnikova N.V., Vshivkova I.A., Pen V.R. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya, 2013, no. 2, pp. 219–225. (in Russ.).

Levdanskiy V.A., Levdanskiy A.V., Kuznetsov B.N. Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2014, no. 1, pp. 63–70. (in Russ.).

Karetnikova N.V., Chendylova L.V., Pen R.Z. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2018, no. 1, pp. 44–51. (in Russ.).

Patent 2150538 (RU). 2000. (in Russ.).

Kuznetsov B.N., Sudakova I.G., Garyntseva N.G., Ivanchenko N.M. Khimiya v interesakh ustoychivogo razvitiya, 2011, no. 19, pp. 527–533. (in Russ.).

Pen R.Z., Shapiro I.L., Leonova M.O. Problemy khimiko-lesnogo kompleksa. [Problems of the chemical-forest com-plex]. Krasnoyarsk, 1995, vol. 2, p. 80. (in Russ.).

Galimova A.R., Vurasko A.V., Driker B.N. Novyye dostizheniya v khimii i khimicheskoy tekhnologii rastitel'nogo syr'ya: materialy 3 Vserossiyskoy konferentsii. [New achievements in the chemistry and chemical technology of plant raw materials: materials of the 3rd All-Russian conference]. Barnaul, 2007, pp. 20–24. (in Russ.).

Vurasko A.V., Driker B.N., Galimova A.R. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 2007, no. 1, pp. 16–19. (in Russ.).

Pas'ko N.M. Tezisy dokladov III Vsesoyuznoy nauchnoy proizvodstvennoy konferentsii. [Abstracts of the III All-Union Scientific Production Conference]. Odessa, 1991, p. 134. (in Russ.).

Kochnev N.K., Kamenecheva M.V. Topinambur – bioenergeticheskaya kul'tura XXI veka. [Jerusalem artichoke is a bi-oenergetic culture of the XXI century]. Moscow, 2002, 76 p. (in Russ.).

Golubev V.N., Volkova I.V., Kushalakov Kh.M. Topinambur. Sostav, svoystva, sposoby pererabotki, oblasti prime-neniya. [Jerusalem artichoke. Composition, properties, processing methods, applications]. Astrakhan, 1995, 82 p. (in Russ.).

Shalina Zh.V., Bogdanov A.V., Ryazanova T.V., Chuprova N.A. Problemy khimiko-lesnogo kompleksa: sbornik te-zisov dokladov nauchno-prakticheskoy konferentsii. [Problems of the chemical-forestry complex: a collection of ab-stracts of the scientific-practical conference]. Krasnoyarsk, 1995, vol. 2, p. 63. (in Russ.).

Shalina Zh.V., Ryazanova T.V., Chuprova N.A. Sovremennyye problemy khimii: sbornik materialov krayevoy stu-denchiskoy konferentsii. [Modern problems of chemistry: collection of materials of the regional student conference]. Krasnoyarsk, 1996, p. 22. (in Russ.).

Dorofeyeva L.A., Ryazanova T.V., Chuprova N.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 1998, no. 2, pp. 59–62. (in Russ.).

Dorofeyeva L.A., Kim N.Yu., Ryazanova T.V., Chuprova N.A. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 1998, no. 2, pp. 53–57. (in Russ.).

Ryazanova T.V., Fedorov V.S., Khar'yanova Ye.V. Vserossiyskaya Nauchno-prakticheskaya konferentsiya «Lesnoy i khimicheskiy kompleksy – Problemy i resheniya». [All-Russian Scientific and Practical Conference "Forest and Chemi-cal Complexes – Problems and Solutions"]. Krasnoyarsk, 2019, pp. 300–302. (in Russ.).

Ryazanova T.V., Chuprova N.A., Isayeva Ye.V. Khimiya drevesiny: uchebnoye posobiye v 2-kh chastyakh. [Chemistry of wood: a textbook in 2 parts]. Krasnoyarsk, 2011, 389 p. (in Russ.).

Sudakova I.G., Garyntseva N.V., Chudina A.I., Kuznetsov B.N. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2018, no. 4, pp. 63–71. DOI: 10.14258/jcprm.2018044079. (in Russ.).

Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. [Labora-tory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 320 p. (in Russ.).

Chuprova N.A., Ryazanova T.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2010, no. 2, pp. 49–52. (in Russ.).

Kovalov A.A., Ryazanova T.V., Chuprova N.A. XX Yubileynaya mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya, posvyashchennaya pamyati general'nogo konstruktora raketno-kosmicheskikh sistem akademika M.F. Reshetneva «Reshetnevskiye chteniya». [XX Anniversary International Scientific and Practical Conference dedicated to the memory of the General Designer of Rocket and Space Systems Academician M.F. Reshetnev "Reshetnev Read-ings"]. Krasnoyarsk, 2016, pp. 300–302. (in Russ.).

Bazarnova N.G. i dr. Metody issledovaniya drevesiny i yeye proizvodnykh: ucheb. Posobiye. [Research methods of wood and its derivatives: textbook. Benefit]. Barnaul, 2002, 160 p. (in Russ.).

Shipina O.T., Garayeva M.R., Aleksandrov A.A. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2009, no. 6, pp. 148–152. (in Russ.).

Budayeva V.V., Gismatulina Yu.A., Zolotukhin V.N., Sakovich G.V., Veprev S.G., Shumnyy V.K. Polzunovskiy vest-nik, 2013, no. 3, pp. 162–168. (in Russ.).

Опубликован
2020-12-21
Как цитировать
1. Рязанова Т. В., Федоров В. С., Харьянова Е. В., Лоскутов С. Р., Курникова А. В. ПЕРОКСИДНАЯ ДЕЛИГНИФИКАЦИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ ЧАСТИ ТОПИНАМБУРА В СРЕДЕ УКСУСНАЯ КИСЛОТА – ВОДА // Химия растительного сырья, 2020. № 4. С. 351-358. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/8520.
Выпуск
Раздел
Технологии

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)