Закономерности процесса пероксидно-ацетатной делигнификации недревесного целлюлозосодержащего сырья в присутствии сернокислотного катализатора

  • Д. Ю. Арсеньева Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0002-7816-6727
  • Я. В. Казаков Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0001-8505-5841
  • Е. О. Окулова Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
  • А. Ю. Лагунов Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0002-2914-0045
Ключевые слова: льняная целлюлоза, пероксидно-ацетатная делигнификация, надуксусная кислота, костра, переработка отходов

Аннотация

Рассмотрены свойства целлюлозы, полученной из отходов льняного производства (костры) пероксидно-ацетатным методом с использованием в качестве катализатора концентрированной серной кислоты. Лабораторные варки костры с содержанием целлюлозы 38,5 %, лигнина 15,0 % и зольностью 4,1 % проводили при гидромодуле 1:10. Расход катализатора составлял 1,0; 0,5 и 0,25 % от объема варочного раствора. Определены химические и структурно-морфологические свойства образцов по стандартным методикам. Установлено, что пероксидно-ацетатный способ варки целлюлозы из костры льна с использованием серной кислоты в качестве катализатора позволяет в одну ступень получить полуфабрикат с белизной более 79 % и числом микро-Каппа на уровне 3 единиц. Найдено оптимальное количество катализатора в варочном растворе – 0,5 % от объема, которое способствует улучшению качественных показателей льняной целлюлозы – уменьшению содержания лигнина, повышению белизны, снижению зольности и сохранению средней длины волокна. Показано, что снижение расхода катализатора до 0,25 % (об.) приводит к получению продукта с повышенным выходом (40 %), пониженными белизной и содержанием α-целлюлозы, что свидетельствует о сохранении углеводного комплекса в процессе варки, уменьшении доли коротковолокнистых фракций и увеличении доли длинноволокнистых фракций за счет меньшего повреждения волокна в технологическом процессе.

Для цитирования: Арсеньева Д.Ю., Казаков Я.В., Окулова Е.О. Лагунов А.Ю. Закономерности процесса пероксидно-ацетатной делигнификации недревесного целлюло-зосодержащего сырья в присутствии сернокислотного катализатора // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 143–151. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.143

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Д. Ю. Арсеньева, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

аспирант

Я. В. Казаков, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

д-р техн. наук, доц.; ResearcherID:J-4634-2012

Е. О. Окулова, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

 аспирант

А. Ю. Лагунов, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

канд. пед. наук, доц.; ResearcherID: I-3668-2015

Литература

Арсеньева Д.Ю., Захарова А.А., Артемов А.В. Особенности пероксидно-ацетатного метода получения целлюлозы из растительного материала // Естественные и технические науки. 2016. № 8(98). С. 30–32.

Арсеньева Д.Ю., Казаков Я.В. Бумагообразующие свойства волокна, полученного из соломы льна пероксидно-ацетатным методом // Проблемы механики цел-люлозно-бумажных материалов: материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. (Архангельск, 14–16 сент. 2017 г.) Архангельск: САФУ, 2017. С. 303–307.

Вершинин М.С., Гараева М.Р., Мингазова В.К. Исследование термических характеристик целлюлоз, полученных из растительного сырья // Приволж. науч. вестн. 2017. № 3(67). C. 10–13.

Волкова Н.Н., Обрезкова М.В., Куничан В.А. Получение льняной целлюлозы на технологической линии производства хлопковой целлюлозы // Ползунов. вестн. 2007. № 3. С. 25–27.

ГОСТ 595–79. Целлюлоза хлопковая. Технические условия. Введ. 1980–07–01. М.: Изд-во стандартов, 2002. 14 с.

ГОСТ 11960–79. Полуфабрикаты волокнистые и сырье из однолетних растений для целлюлозно-бумажного производства. Метод определения лигнина. Введ. 1981–01–01. М.: Изд-во стандартов, 1985. 4 с.

ГОСТ 5556–81. Вата медицинская гигроскопическая. Технические условия. Введ. 1982–07–01. М: Изд-во стандартов, 1993. 13 с.

Глазова Н.В., Сатина О.И. НУК: экологически безопасная альтернатива хлору // Птица и птицепродукты. 2010. № 1. С. 58–60.

Коваленко М.В., Сибаева А.Р. Сопоставительный анализ сорбционной способности образцов целлюлозы из древесины лиственницы и образцов целлюлозы из древесины сосны // Theoretical & Applied Science. 2013. № 12(8). С. 31–34. DOI: 10.15863/TAS.2013.12.8.7

Кузнецов Б.Н., Кузнецова С.А., Данилов В.Г., Яценкова О.В. Каталитические методы переработки древесины в целлюлозу с низким содержанием лигнина // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2007. № 12. С. 27–30.

Миловидова Л.А., Холмова М.А., Комарова Г.В. Отбелка целлюлозы: метод. указания к выполнению лаб. работ. Архангельск: САФУ, 2011. С. 20–22.

Минакова А.Р. Получение целлюлозы окислительно-органо-сольвентным способом при переработке недревесного растительного сырья: дис. … канд. техн. наук. Архангельск, 2008. 151 с.

Barbash V., Poyda V., Deykun I. Peracetic Acid Pulp from Annual Plants // Cellulose Chemistry and Technology. 2011. Vol. 45, iss. 9–10. Pp. 613–618.

Biswas A., Saha B.C., Lawton J.W., Shogren R.L., Willett J.L. Process for Obtaining Cellulose Acetate from Agricultural By-Products // Carbohydrate Polymers. 2006. Vol. 64, iss. 1. Pp. 134–137. DОI: 10.1016/j.carbpol.2005.11.002

Coletti A., Valerio A., Vismara E. Posidonia oceanica as a Renewable Lignocellulosic Biomass for the Synthesis of Cellulose Acetate and Glycidyl Methacrylate Grafted Cellulose // Materials. 2013. Vol. 6(5). Pp. 2043–2058. DOI: 10.3390/ma6052043

Jackson M., Lewis K.S., Lewis M.S., McKean W.T., Pan W.L. Final Report on Washington State Department of Ecology AG-Burning Permit Project Contract no. C030085 for Lewis Engineering Consultants. 2003. 70 p.

Laamanen L.A., Sundquist J.J., Wartiovaara Y.P. Menetelma valkaistun selluloosamassan valmistamiseksi ligniimpitoisesta raaka-ameesta. Pat. Finland no. 74750. 1988.

Pohjanvesi S., Saan K., Poopius-Levlin K., Sundquist J. Technical and Economical Feasibility Study of the Milox Process // Proceedings of the 8th International Symposium on Wood and Pulping Chemistry June 6–9, 1995, Helsinki, Finland. Helsinki, 1995. Vol. 2. Pp. 231–236.

Poppius K., Laamanen L., Sundquist J., Wartiovaara I., Kaulimakis A. Bleached Рulp by Peroxyacid-Alkaline Delignification // Paperi Ja Puu. 1986. Vol. 68, no. 2. Pp. 87–88, 90–92.

Poppius-Levlin K., Mustonen R., Muovila Т., Sundquist J. Milox Pulping with Acetic Acid-Peroxyacetic Acid // Paperi Ja Puu. 1991. Vol. 73, no. 2. Pp. 154–158.

Sundquist J. From Test Tube to Pilot Plant: The First Miles on the Roach of the Milox Pulping and Bleaching Method. Finn. Chem. Congr., Helsinki, November 12–14, 1991 // Kemiakemi. 1991. No. 108.

Sundquist J. Chemical Pulping Based on Formic Acid: Summary of Milox Research // Paperi Ja Puu. 1996. Vol. 78, no. 3. Pp. 92–95.

Sundquist J., Laamanen L., Poppius K. Problems of Nonconventional Pulping Process in the Light of Peroxyformic Acid Cooking Experiments // Paperi Ja Puu. 1988. Vol. 70, no. 2. Pp. 143, 145–148.

Опубликован
2019-06-05
Как цитировать
Арсеньева, Д., Я. Казаков, Е. Окулова, и А. Лагунов. Закономерности процесса пероксидно-ацетатной делигнификации недревесного целлюлозосодержащего сырья в присутствии сернокислотного катализатора. Лесной журнал, вып. 3, June 2019, с. 143, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.3.143.
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ