РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ НЕДРЕВЕСНОГО ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОГО СЫРЬЯ
УДК 66.061.5:678.56.022.5
Аннотация
Обоснована перспективность использования лигноцеллюлозных отходов сельскохозяйственного производства – стеблей подсолнечника (Helianthus annuus), топинамбура (Helianthus tuberosus) и соломы пшеницы (Triticum aestivum) – в качестве альтернативного сырья для получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ). Показано, что недревесное сырье, характеризующееся более тонкой клеточной стенкой и пониженным содержанием лигнина по сравнению с древесиной, обеспечивает более легкую делигнификацию и высокую доступность целлюлозы для химической переработки. Предварительная щелочная экстракция с извлечением танинов и водорастворимых компонентов позволяет снизить расход надуксусной кислоты на побочные реакции и повысить селективность делигнификации. Сохранение высокой влажности целлюлозного материала (около 83%) на стадии подготовки предотвращает ороговение волокон и закрытие пор, что способствует улучшению морфологии порошкового продукта. Комбинированная обработка – щелочная экстракция, размол в одношнековом экструдере и кислотный гидролиз – позволяет целенаправленно регулировать степень полимеризации МКЦ в диапазоне 200–500 единиц и снижать жидкостный модуль процесса с 1 : 50 до 1 : 25 без существенного ухудшения качества конечного продукта. Предложенная схема глубокой переработки агропромышленных отходов, объединяющая выделение танинов и получение микрокристаллической целлюлозы, способствует локализации производства биополимера и повышает ресурсо- и энергоэффективность технологического цикла за счет рационального использования всех компонентов растительной биомассы.
Скачивания
Литература
Pimenov S.D. Polucheniye i modifikatsiya mikrokristallicheskoy tsellyulozy: dis. … kand. khim. nauk. [Production and modification of microcrystalline cellulose: dis. … Cand. of Chemical Sciences]. St. Petersburg, 2023, 145 p. (in Russ.).
Autlov S.A., Bazarnova N.G., Kushnir Ye.Yu. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2013, no. 3, pp. 33–41. (in Russ.).
Grishanin V.S., Vaynshteyn V.A. Molodoy uchonyy, 2021, no. 12, pp. 48–51. (in Russ.).
Kulmatov K.A. i dr. Universum: Tekhnicheskiye nauki, 2022, no. 8(101), pp. 14–19. (in Russ.).
Rynok mikrokristallicheskoy tsellyulozy v Rossii [The microcrystalline cellulose market in Russia]. URL: https://prcs.ru/analytics-article/rynok-mikrokristallicheskoj-cellyulozy/. (in Russ.).
Analiz rynka mikrokristallicheskoy tsellyulozy v Rossii [Analysis of the microcrystalline cellulose market in Russia]. URL: https://drgroup.ru/components/com_jshopping/files/demo_products/Otchet_DEMO_Analiz_rynka_mikrokristallicheskoy_tsellyulozy_v_Rossii-22.pdf. (in Russ.).
Shatalov A.A., Pereira H. Bioresource Technology, 2021, vol. 335, 125289. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125289.
Rosstat. Itogovyye dannyye po uborke urozhaya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur v Rossiyskoy Federatsii v 2024 godu. [Rosstat. Final data on the harvest of agricultural crops in the Russian Federation in 2024]. URL: https://rosstat.gov.ru/ (in Russ.).
Rakhimov M.M., Niyazmukhamedova M.B. Izvestiya Akademii nauk Respubliki Tadzhikistan. Otdeleniye biolog-icheskikh i meditsinskikh nauk, 2019, no. 1(204), pp. 44–51. (in Russ.).
Avdeyenko A.P. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal, 2015, no. 10 (41), pp. 12–14. https://doi.org/10.18454/IRJ.2015.41.009. (in Russ.).
Tsukanov S.N., Budayeva V.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2011, no. 4, pp. 147–152. (in Russ.).
Zhang X. et al. Industrial Crops and Products, 2022, vol. 185, 115132. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115132.
Maloney T.C., Paulapuro H. Journal of Pulp and Paper Science, 1999, vol. 25, no. 12, pp. 430–436.
Shaykhiyev I.G., Sadykova V.P. Bezopasnost', zashchita i okhrana okruzhayushchey prirodnoy sredy – fundamen-tal'nyye i prikladnyye issledovaniya: sbornik dokladov Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii. [Safety, protection and conservation of the natural environment – fundamental and applied research: collection of reports of the All-Russian scientific conference]. Belgorod, 2020, 6 p. (in Russ.).
Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. [Labor-atory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow, 1991, 320 p. (in Russ.).
GOST R 56847-2015. Tsellyuloza dispersnaya. Metod opredeleniya vykhoda. [GOST R 56847-2015. Dispersed cellu-lose. Method for determining yield]. Moscow, 2016. (in Russ.).
Kushnir Ye.Yu., Gavrilina N.B., Abramovich M.A. i dr. Trudy BGTU. Ser. 2, Khimicheskiye tekhnologii, biotekhnolo-gii, geoekologiya, 2014, no. 235, pp. 80–86. (in Russ.).
GOST ISO 5351. Tsellyuloza. Opredeleniye predel'noy vyazkostnoy stepeni polimerizatsii v kadoksene. [GOST ISO 5351. Cellulose. Determination of the limiting viscosity degree of polymerization in cadoxene]. Moscow, 2018. (in Russ.).
Eshbayeva U.Zh., Dzhalilov A.A. Universum: tekhnicheskiye nauki, 2022, no. 1 (94). (in Russ.).
Sherstobitov A.L., Vurasco A.V., Ageev M.A. Nauchnoye tvorchestvo molodezhi – lesnomu kompleksu Rossii : mate-rialy XVIII Vse-rossiyskoy (natsional'noy) nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. [Scientific creativity of youth to the Russian forest complex : proceedings of the XVIII All-Russian (national) Scientific and Technical Conference]. Ekate-rinburg, 2022, pp. 740–745. (in Russ.).
Ziebell A.L. et al. Biomass and Bioenergy, 2013, vol. 59, pp. 208–217. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.06.009.
Yevdokimov M.Yu., Syrovatka V.I. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. «Yestestvennyye nauki», 2016, no. 5, pp. 3–14. (in Russ.).
Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiyskoy Federatsii XV izdaniya. [State Pharmacopoeia of the Russian Federation, 15th edition]. Moscow, 2023. (in Russ.).
Copyright (c) 2026 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
